JPH06205768A - Ｘ線検査装置 - Google Patents
Ｘ線検査装置Info
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- JPH06205768A JPH06205768A JP5201720A JP20172093A JPH06205768A JP H06205768 A JPH06205768 A JP H06205768A JP 5201720 A JP5201720 A JP 5201720A JP 20172093 A JP20172093 A JP 20172093A JP H06205768 A JPH06205768 A JP H06205768A
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/20—Filters
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- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21K—TECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
- G21K4/00—Conversion screens for the conversion of the spatial distribution of X-rays or particle radiation into visible images, e.g. fluoroscopic screens
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- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
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- H05G1/00—X-ray apparatus involving X-ray tubes; Circuits therefor
- H05G1/08—Electrical details
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 複数のイメージセンサを有する画像装置のＸ
線検査装置を提供する。 【構成】 イメージセンサ８が効果的に光学的にＸ線感
知放射変換スクリーン３と結合され、Ｘ放射の低線量が
与えられた際に高信号対雑音比を有する電気信号を生成
する。光を前方向に集中する変換スクリーン３にはタペ
タムフィルタが設けられ光の前方向における更なる集中
は、放射変換スクリーン３及びその光をイメージセンサ
８上に集中するレンズ７間に適当な屈折率を有する光透
明材３０によって実現される。
線検査装置を提供する。 【構成】 イメージセンサ８が効果的に光学的にＸ線感
知放射変換スクリーン３と結合され、Ｘ放射の低線量が
与えられた際に高信号対雑音比を有する電気信号を生成
する。光を前方向に集中する変換スクリーン３にはタペ
タムフィルタが設けられ光の前方向における更なる集中
は、放射変換スクリーン３及びその光をイメージセンサ
８上に集中するレンズ７間に適当な屈折率を有する光透
明材３０によって実現される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＸ線源と、該Ｘ線源に面
する放射変換手段よりなり、画像搬送Ｘ放射を画像搬送
可視放射に変換する画像装置と、該放射変換手段によっ
て形成された画像搬送可視放射を電気信号に変換する複
数のイメージセンサを有する画像変換手段と、該放射変
換手段の夫々の領域が夫々のイメージセンサ上に作像さ
れるよう該放射変換手段と整列させられた複数のレンズ
とよりなるＸ線検査装置に関する。本発明は又Ｘ線検査
装置に使用される画像装置に関し、またＸ線装置に使用
される放射変換手段に関する。
する放射変換手段よりなり、画像搬送Ｘ放射を画像搬送
可視放射に変換する画像装置と、該放射変換手段によっ
て形成された画像搬送可視放射を電気信号に変換する複
数のイメージセンサを有する画像変換手段と、該放射変
換手段の夫々の領域が夫々のイメージセンサ上に作像さ
れるよう該放射変換手段と整列させられた複数のレンズ
とよりなるＸ線検査装置に関する。本発明は又Ｘ線検査
装置に使用される画像装置に関し、またＸ線装置に使用
される放射変換手段に関する。
【０００２】
【従来の技術】上記種類のＸ線検査装置は米国特許ＵＳ
４５０３４６０号に記載されている。上記引用例に記
載されたＸ線検査装置は複数の半導体イメージセンサ及
び複数のレンズを有する光学的結合手段が設けられＸ線
画像増感器の出力スクリーンの夫々の領域を夫々の半導
体イメージセンサ上に作像する多重画像変換手段よりな
る。
４５０３４６０号に記載されている。上記引用例に記
載されたＸ線検査装置は複数の半導体イメージセンサ及
び複数のレンズを有する光学的結合手段が設けられＸ線
画像増感器の出力スクリーンの夫々の領域を夫々の半導
体イメージセンサ上に作像する多重画像変換手段よりな
る。
【０００３】様々な放射線学検査方法は放射の低線量が
対象物に与えられることを必要とする。医学的検査方法
が蛍光透視法モードで実行される際が特にこのような場
合である。上記引例に記載されたＸ線検査装置の性能は
完全に満足なものではない。画像増感器の出力スクリー
ンがランベルト法則に実質的に従ってその出力光を放射
する。その出力スクリーンの領域は現在可能な技術によ
れば電荷結合装置の領域より十分大きく、それ故、夫々
の電荷結合装置への出力スクリーンの画像領域に対して
光学的結合手段が必要とされる。上記引例に記載された
装置によれば、該光学的結合手段は複数のレンズよりな
る。該レンズの各々は１以下の開口率を有し、その受入
れ角度は９０°より小さい。画像増感器の出力スクリー
ンの夫々の領域が該夫々の電荷結合装置の各々の領域よ
り十分大きく、該レンズの各々に対して相当な反拡大が
要求される。それ故、光学的結合手段の光学的効率は実
質的に減少させられ、もって電荷結合装置に到達する光
の強度は正確な蛍光透視法検査を実行するには不十分で
ある。
対象物に与えられることを必要とする。医学的検査方法
が蛍光透視法モードで実行される際が特にこのような場
合である。上記引例に記載されたＸ線検査装置の性能は
完全に満足なものではない。画像増感器の出力スクリー
ンがランベルト法則に実質的に従ってその出力光を放射
する。その出力スクリーンの領域は現在可能な技術によ
れば電荷結合装置の領域より十分大きく、それ故、夫々
の電荷結合装置への出力スクリーンの画像領域に対して
光学的結合手段が必要とされる。上記引例に記載された
装置によれば、該光学的結合手段は複数のレンズよりな
る。該レンズの各々は１以下の開口率を有し、その受入
れ角度は９０°より小さい。画像増感器の出力スクリー
ンの夫々の領域が該夫々の電荷結合装置の各々の領域よ
り十分大きく、該レンズの各々に対して相当な反拡大が
要求される。それ故、光学的結合手段の光学的効率は実
質的に減少させられ、もって電荷結合装置に到達する光
の強度は正確な蛍光透視法検査を実行するには不十分で
ある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】Ｘ線感知蛍光層を組み
込んだ放射変換手段よりなる画像装置とよりなり、画像
装置は放射変換手段と効果的に光学的に結合している画
像変換手段よりなり、Ｘ線源によってＸ放射の低線量が
与えられた際に高信号対雑音比を有する電子信号を生成
するＸ線検査装置を提供することが特に本発明の目的で
ある。
込んだ放射変換手段よりなる画像装置とよりなり、画像
装置は放射変換手段と効果的に光学的に結合している画
像変換手段よりなり、Ｘ線源によってＸ放射の低線量が
与えられた際に高信号対雑音比を有する電子信号を生成
するＸ線検査装置を提供することが特に本発明の目的で
ある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】これを達成するために、
本発明によるＸ線検査装置は、画像装置が該放射変換手
段によって生成された光強度分布を実質的に単一方向に
集中させる手段よりなることを特徴とする。放射変換手
段によって、入射Ｘ放射は画像変換手段が感知する放射
を有する可視放射に変換される。可視放射はここでは紫
外線放射に関する波長乃至赤外線放射に関する波長の範
囲における波長を有する放射を示すと理解さるべきであ
る。明らかに電荷結合装置（ＣＣＤ）であり、該範囲の
波長を有する放射を電子信号に変換するよう構成されて
おり、現在可能な技術によって製造された半導体イメー
ジセンサは放射変換手段の範囲より十分小さい範囲を有
する。半導体イメージセンサ上に放射変換手段の領域を
光学的に作像することは相当な反拡大を含む。放射変換
手段から放射された光強度分布を実質的に放射変換手段
に対して垂直の方向に集中することは光学的結合手段を
バイパスする光の量を減少させる。それ故、放射変換手
段から得られ得る十分な光の強度が関連する半導体イメ
ージセンサに保持される。その結果、放射変換手段の画
像変換手段に対する光学的結合が本発明による画像装置
においてより効果的になされ得る。
本発明によるＸ線検査装置は、画像装置が該放射変換手
段によって生成された光強度分布を実質的に単一方向に
集中させる手段よりなることを特徴とする。放射変換手
段によって、入射Ｘ放射は画像変換手段が感知する放射
を有する可視放射に変換される。可視放射はここでは紫
外線放射に関する波長乃至赤外線放射に関する波長の範
囲における波長を有する放射を示すと理解さるべきであ
る。明らかに電荷結合装置（ＣＣＤ）であり、該範囲の
波長を有する放射を電子信号に変換するよう構成されて
おり、現在可能な技術によって製造された半導体イメー
ジセンサは放射変換手段の範囲より十分小さい範囲を有
する。半導体イメージセンサ上に放射変換手段の領域を
光学的に作像することは相当な反拡大を含む。放射変換
手段から放射された光強度分布を実質的に放射変換手段
に対して垂直の方向に集中することは光学的結合手段を
バイパスする光の量を減少させる。それ故、放射変換手
段から得られ得る十分な光の強度が関連する半導体イメ
ージセンサに保持される。その結果、放射変換手段の画
像変換手段に対する光学的結合が本発明による画像装置
においてより効果的になされ得る。
【０００６】該放射変換手段がＸ線感知蛍光層よりなる
放射変換スクリーンの形を有する本発明によるＸ線検査
装置の望ましい実施例は、該放射変換スクリーンは、Ｘ
放射を透過し可視放射を反射する、該Ｘ線源に面する該
Ｘ線感知蛍光層の一側の層よりなり、該Ｘ線感知蛍光層
の該Ｘ線源に面する側に対向する側上の、垂直入射の回
りの領域における入射の角度を有する光に対する実質的
透過性を有し該領域を越える入射の角度を有する光の実
質的反射性を有するタペタムフィルタよりなることを特
徴とする。
放射変換スクリーンの形を有する本発明によるＸ線検査
装置の望ましい実施例は、該放射変換スクリーンは、Ｘ
放射を透過し可視放射を反射する、該Ｘ線源に面する該
Ｘ線感知蛍光層の一側の層よりなり、該Ｘ線感知蛍光層
の該Ｘ線源に面する側に対向する側上の、垂直入射の回
りの領域における入射の角度を有する光に対する実質的
透過性を有し該領域を越える入射の角度を有する光の実
質的反射性を有するタペタムフィルタよりなることを特
徴とする。
【０００７】タペタムフィルタを有する放射変換スクリ
ーンを設けることは放射変換スクリーンに放射変換スク
リーンの面に垂直な方向に光を放射させる。即ち、タペ
タムフィルタを用いた放射変換スクリーンからの光出力
は、均一に放射する面に関するランベルト分布に比し
て、放射された光の前方伝播方向により集中された強度
分布を有する。タペタムフィルタそれ自体は欧州特許Ｅ
Ｐ ０ １７０ ３２０号で開示されている投影テレビ
の分野で知られていることに注意されたい。タペタムフ
ィルタは関連する波長の領域に対する屈折率の高い材料
と低い材料の交互の積み重ねによって製作されることが
望ましい。実質的に垂直な入射光に対する高透過性及び
同時に斜め入射光に対する高反射性は積み重ねの異なる
層間の様々な境界面から反射される光の干渉の使用によ
ってなされる。しかし、タペタムフィルタを投影テレビ
管に使用することに比して、本発明では、タペタムフィ
ルタが光強度分布をより狭い円錐内に集中することが要
求される。これは積み重ねよりなる層の光学的厚みの適
合、及びそれに対して光がタペタムフィルタによって放
射される円錐の角度の計数関係の使用によって、積み重
ねよりなる層の光学的厚みを用いて達成される。光強度
分布の集中はＸ放射に露出させられた側に一方において
Ｘ放射に対して透明である他方において可視放射に対し
て反射する材料の層を用いた放射変換スクリーンを設け
ることによって更に増強させられる。それ故、タペタム
フィルタによって反射されている光は完全には廃棄され
ず、多重反射の後にタペタムフィルタによって部分的に
透過される。
ーンを設けることは放射変換スクリーンに放射変換スク
リーンの面に垂直な方向に光を放射させる。即ち、タペ
タムフィルタを用いた放射変換スクリーンからの光出力
は、均一に放射する面に関するランベルト分布に比し
て、放射された光の前方伝播方向により集中された強度
分布を有する。タペタムフィルタそれ自体は欧州特許Ｅ
Ｐ ０ １７０ ３２０号で開示されている投影テレビ
の分野で知られていることに注意されたい。タペタムフ
ィルタは関連する波長の領域に対する屈折率の高い材料
と低い材料の交互の積み重ねによって製作されることが
望ましい。実質的に垂直な入射光に対する高透過性及び
同時に斜め入射光に対する高反射性は積み重ねの異なる
層間の様々な境界面から反射される光の干渉の使用によ
ってなされる。しかし、タペタムフィルタを投影テレビ
管に使用することに比して、本発明では、タペタムフィ
ルタが光強度分布をより狭い円錐内に集中することが要
求される。これは積み重ねよりなる層の光学的厚みの適
合、及びそれに対して光がタペタムフィルタによって放
射される円錐の角度の計数関係の使用によって、積み重
ねよりなる層の光学的厚みを用いて達成される。光強度
分布の集中はＸ放射に露出させられた側に一方において
Ｘ放射に対して透明である他方において可視放射に対し
て反射する材料の層を用いた放射変換スクリーンを設け
ることによって更に増強させられる。それ故、タペタム
フィルタによって反射されている光は完全には廃棄され
ず、多重反射の後にタペタムフィルタによって部分的に
透過される。
【０００８】本発明によるＸ線検査装置の他の望ましい
実施例は該Ｘ線感知蛍光層は、各々がその層に実質的に
垂直な縦軸を有するボイドよりなることを特徴とする。
その層を横切るクラックよりなるＸ線感知蛍光層を設け
ることは、放射変換スクリーンから出力された光強度分
布の前方向への集中を更に増加させる。そのクラック、
即ちＸ線感知蛍光層に実質的に垂直な方向の縦軸を有す
るボイドは光線がＸ線感知蛍光層を通して前後に移動す
ることに対するガイド手段として作用し；該線は両タペ
タムフィルタによってそしてＸ線源に面したＸ線透過及
び可視放射反射層によって反射される。
実施例は該Ｘ線感知蛍光層は、各々がその層に実質的に
垂直な縦軸を有するボイドよりなることを特徴とする。
その層を横切るクラックよりなるＸ線感知蛍光層を設け
ることは、放射変換スクリーンから出力された光強度分
布の前方向への集中を更に増加させる。そのクラック、
即ちＸ線感知蛍光層に実質的に垂直な方向の縦軸を有す
るボイドは光線がＸ線感知蛍光層を通して前後に移動す
ることに対するガイド手段として作用し；該線は両タペ
タムフィルタによってそしてＸ線源に面したＸ線透過及
び可視放射反射層によって反射される。
【０００９】本発明によるＸ線検査装置の他の望ましい
実施例は、該放射変換手段によって生成された光強度分
布を実質的単一方向に集中する該手段は該光に対して透
明であり空気の屈折率より大きい値の屈折率を有する材
料よりなることを特徴とする。適当な屈折率を有し透明
な材料を設けることによって、放射スクリーンの面に対
する垂直から遠のく屈折が光が放射変換から空気を通し
てレンズ系に伝播する状態に比較して減少された角度の
屈折で起こる。このようにして放射変換スクリーンの面
に垂直な方向における光強度分布の更なる集中が得られ
る。
実施例は、該放射変換手段によって生成された光強度分
布を実質的単一方向に集中する該手段は該光に対して透
明であり空気の屈折率より大きい値の屈折率を有する材
料よりなることを特徴とする。適当な屈折率を有し透明
な材料を設けることによって、放射スクリーンの面に対
する垂直から遠のく屈折が光が放射変換から空気を通し
てレンズ系に伝播する状態に比較して減少された角度の
屈折で起こる。このようにして放射変換スクリーンの面
に垂直な方向における光強度分布の更なる集中が得られ
る。
【００１０】本発明によるそしてイメージセンサが半導
体イメージセンサであるＸ線検査装置の他の望ましい実
施例は、該半導体イメージセンサは関連する利得率を有
する衝突電離によって電荷増倍を実行するように構成さ
れ、夫々の半導体イメージセンサによって生成された出
力信号の信号対雑音比は実質的に該利得率の関数として
の極大にあることを特徴とする。
体イメージセンサであるＸ線検査装置の他の望ましい実
施例は、該半導体イメージセンサは関連する利得率を有
する衝突電離によって電荷増倍を実行するように構成さ
れ、夫々の半導体イメージセンサによって生成された出
力信号の信号対雑音比は実質的に該利得率の関数として
の極大にあることを特徴とする。
【００１１】フォトダイオード、明らかにＣＣＤセンサ
よりなる半導体イメージセンサの感知性は電子なだれ効
果の使用によって改良される。キャリア増倍は、フォト
ダイオードの空乏層を横切って充分強い電界が印加され
た際に衝突電離を通して起こる。電子なだれ効果を、即
ち衝突電離による電荷増倍使用することによって、その
信号は増強させられる。弱電子なだれを繰り返すことに
よって改良された信号対雑音比と改良された感知性とを
有する画像検出器を提供することが達成される。この信
号増強は利得率によって表し得る。しかし、衝突電離そ
れ自体はランダムの過程であるため、電子なだれは必然
的に雑音を増加させる元となる。その結果としての過剰
雑音は、電子なだれによる雑音が平均電荷増倍に帰され
得る増加の超過において増加する範囲を表す過剰雑音率
によって表され得る。該過剰雑音率は利得率の増加する
関数である。更に、ＣＣＤ内に明らかに面暗電流発生、
転送雑音リセット雑音及び増幅雑音等の追加的雑音源が
発生する。その結果、電子なだれは信号及び雑音の双方
を増加させるが、その結果としての信号対雑音比は利得
率の関数としての極大を示す。電子なだれが弱まること
によって、即ち該最大に関する利得率において、繰り返
して、半導体イメージセンサに対する増加された感知性
及び改良された信号対雑音比が実現される。キャリアの
電子なだれ増倍それ自体はＩＥＥＥ会報、電子装置ＥＤ
−３０（１９８３）６９４−６９９によって知られてい
ることに注意されたい。
よりなる半導体イメージセンサの感知性は電子なだれ効
果の使用によって改良される。キャリア増倍は、フォト
ダイオードの空乏層を横切って充分強い電界が印加され
た際に衝突電離を通して起こる。電子なだれ効果を、即
ち衝突電離による電荷増倍使用することによって、その
信号は増強させられる。弱電子なだれを繰り返すことに
よって改良された信号対雑音比と改良された感知性とを
有する画像検出器を提供することが達成される。この信
号増強は利得率によって表し得る。しかし、衝突電離そ
れ自体はランダムの過程であるため、電子なだれは必然
的に雑音を増加させる元となる。その結果としての過剰
雑音は、電子なだれによる雑音が平均電荷増倍に帰され
得る増加の超過において増加する範囲を表す過剰雑音率
によって表され得る。該過剰雑音率は利得率の増加する
関数である。更に、ＣＣＤ内に明らかに面暗電流発生、
転送雑音リセット雑音及び増幅雑音等の追加的雑音源が
発生する。その結果、電子なだれは信号及び雑音の双方
を増加させるが、その結果としての信号対雑音比は利得
率の関数としての極大を示す。電子なだれが弱まること
によって、即ち該最大に関する利得率において、繰り返
して、半導体イメージセンサに対する増加された感知性
及び改良された信号対雑音比が実現される。キャリアの
電子なだれ増倍それ自体はＩＥＥＥ会報、電子装置ＥＤ
−３０（１９８３）６９４−６９９によって知られてい
ることに注意されたい。
【００１２】該イメージセンサが複数の光感知センサ素
子よりなる本発明よりなるＸ線検査装置の他の望ましい
実施例は、該イメージセンサは該イメージセンサのセン
サ素子群からの随意の組み合わせ信号に対して構成され
ていることを特徴とする。Ｘ放射の低線量が全対象物に
対して与えられる際の蛍光透視法の適用は、しばしばそ
の対象物の選択された部分に対するより高いＸ放射の線
量に対する露出の適用で代用される。蛍光透視法の間、
高空間的解像度の代わりに光感知性で動作するイメージ
センサを有することはより重要である。蛍光透視法の
間、ＣＣＤセンサにおける隣接したセンサ素子の群を組
み合わせることによって減少された空間的解像度を犠牲
にして感知性を改良することができる。
子よりなる本発明よりなるＸ線検査装置の他の望ましい
実施例は、該イメージセンサは該イメージセンサのセン
サ素子群からの随意の組み合わせ信号に対して構成され
ていることを特徴とする。Ｘ放射の低線量が全対象物に
対して与えられる際の蛍光透視法の適用は、しばしばそ
の対象物の選択された部分に対するより高いＸ放射の線
量に対する露出の適用で代用される。蛍光透視法の間、
高空間的解像度の代わりに光感知性で動作するイメージ
センサを有することはより重要である。蛍光透視法の
間、ＣＣＤセンサにおける隣接したセンサ素子の群を組
み合わせることによって減少された空間的解像度を犠牲
にして感知性を改良することができる。
【００１３】本発明よりなるＸ線検査装置における使用
のための画像装置は、該放射変換手段によって生成され
た光強度分布を実質的に単一方向に集中する手段よりな
り、そのレンズの各々はその寸法に関して比較的大きい
受入れの角度を有し、イメージセンサは該電子信号の信
号対雑音比を増加させるよう構成されることが望まし
い。
のための画像装置は、該放射変換手段によって生成され
た光強度分布を実質的に単一方向に集中する手段よりな
り、そのレンズの各々はその寸法に関して比較的大きい
受入れの角度を有し、イメージセンサは該電子信号の信
号対雑音比を増加させるよう構成されることが望まし
い。
【００１４】本発明よりなるＸ線検査装置における使用
のための放射変換スクリーンの形の放射変換手段は、該
放射変換スクリーンの該Ｘ線源に面する側にありＸ放射
を透過し可視放射を反射する層よりなり、該放射変換ス
クリーンの該Ｘ線源に面する側に対向する側上の、垂直
入射の回りの領域における入射の角度を有する光に対す
る実質的透過性を有し該領域を越える入射の角度を有す
る光の実質的反射性を有するタペタムフィルタよりなる
ことを特徴とする。
のための放射変換スクリーンの形の放射変換手段は、該
放射変換スクリーンの該Ｘ線源に面する側にありＸ放射
を透過し可視放射を反射する層よりなり、該放射変換ス
クリーンの該Ｘ線源に面する側に対向する側上の、垂直
入射の回りの領域における入射の角度を有する光に対す
る実質的透過性を有し該領域を越える入射の角度を有す
る光の実質的反射性を有するタペタムフィルタよりなる
ことを特徴とする。
【００１５】
【実施例】本発明のこれら及び他の面は以後説明する実
施例を参照し図面を参照して明確になろう。図１は本発
明によるＸ線検査装置のブロック図を示す。Ｘ線源１は
対象物２を照射するよう構成され対象物を通過した放射
は放射変換手段の正面にＸ線画像を形成する。放射変換
スクリーン３の形のその放射変換手段は明らかに衝突す
るＸ放射において、ここでは弱電子なだれ電荷結合装置
８の形を有する複数の半導体イメージセンサ８の感知性
の最大値に対応する波長を有する可視放射を放射するＸ
線感知蛍光材を含むＸ線感知蛍光層４よりなる。このＸ
線感知蛍光材によって、Ｘ放射は可視放射に変換され、
それによってＸ線画像に対応して、放射変換スクリーン
の裏面に可視画像を生成する。望ましいＸ線感知蛍光材
はＴＩの追加によって活性化されるＣS Ｉよりなる。Ｘ
放射がそのようなＸ線感知蛍光材上に衝突した際、その
材料は、半導体イメージセンサ８が最大感知性を有する
波長に対応する、主に緑色の光に関する分布波長を有す
る可視放射を放射する。ガラス基板６上に取りつけられ
たタペタムフィルタ５によって、光が放射変換スクリー
ンの裏面に実質的に主に垂直に放射される。高開口率を
有するレンズ７によって、放射変換スクリーンの裏面の
領域が夫々の弱電子なだれ電荷結合装置８上に作像され
る。半導体イメージセンサの放射変換スクリーンに対す
る光学的結合の効率を改良するために、レンズ７の各々
がその寸法に関して大きい開口率を有することが望まし
い。弱電子なだれＣＣＤ８は夫々の領域の可視画像を電
気映像信号に変換する。画像再結合回路手段１０によっ
て弱電子なだれＣＣＤ８の出力映像信号は再結合された
映像信号に集合させられる。再結合された映像信号は見
るためにモニタ１０に供給され得、又は更なる処理のた
めに出力バッファ回路手段１１に供給され得る。画像変
換手段は複数の半導体イメージセンサ８及び画像再結合
回路手段９によって形成される。画像変換手段は放射変
換スクリーン３及びレンズ７と共に本発明による画像装
置の一実施例を構成する。
施例を参照し図面を参照して明確になろう。図１は本発
明によるＸ線検査装置のブロック図を示す。Ｘ線源１は
対象物２を照射するよう構成され対象物を通過した放射
は放射変換手段の正面にＸ線画像を形成する。放射変換
スクリーン３の形のその放射変換手段は明らかに衝突す
るＸ放射において、ここでは弱電子なだれ電荷結合装置
８の形を有する複数の半導体イメージセンサ８の感知性
の最大値に対応する波長を有する可視放射を放射するＸ
線感知蛍光材を含むＸ線感知蛍光層４よりなる。このＸ
線感知蛍光材によって、Ｘ放射は可視放射に変換され、
それによってＸ線画像に対応して、放射変換スクリーン
の裏面に可視画像を生成する。望ましいＸ線感知蛍光材
はＴＩの追加によって活性化されるＣS Ｉよりなる。Ｘ
放射がそのようなＸ線感知蛍光材上に衝突した際、その
材料は、半導体イメージセンサ８が最大感知性を有する
波長に対応する、主に緑色の光に関する分布波長を有す
る可視放射を放射する。ガラス基板６上に取りつけられ
たタペタムフィルタ５によって、光が放射変換スクリー
ンの裏面に実質的に主に垂直に放射される。高開口率を
有するレンズ７によって、放射変換スクリーンの裏面の
領域が夫々の弱電子なだれ電荷結合装置８上に作像され
る。半導体イメージセンサの放射変換スクリーンに対す
る光学的結合の効率を改良するために、レンズ７の各々
がその寸法に関して大きい開口率を有することが望まし
い。弱電子なだれＣＣＤ８は夫々の領域の可視画像を電
気映像信号に変換する。画像再結合回路手段１０によっ
て弱電子なだれＣＣＤ８の出力映像信号は再結合された
映像信号に集合させられる。再結合された映像信号は見
るためにモニタ１０に供給され得、又は更なる処理のた
めに出力バッファ回路手段１１に供給され得る。画像変
換手段は複数の半導体イメージセンサ８及び画像再結合
回路手段９によって形成される。画像変換手段は放射変
換スクリーン３及びレンズ７と共に本発明による画像装
置の一実施例を構成する。
【００１６】図２は本発明によるＸ線検査装置に組み込
まれた放射変換スクリーン３の部分の詳細を示す。その
針構造の長軸が実質的にシンチレーションスクリーンの
面に垂直に整列された針構造形態を有するＸ放射の入射
において蛍光を示す材料の結晶よりなるＸ線感知蛍光層
を設けることは、均一に放射する面に関するランベルト
分布に比較して、放射された光の前方伝播方向により集
中される強度分布を産み出す。明らかにＣS Ｉよりなる
そのＸ線感知蛍光層４は、そのＸ線感知蛍光層が針状構
造となるようにＸ線透過層２０上に成長させられる。即
ち、Ｘ線感知蛍光層４は、ボイド２１よりなり、各々は
Ｘ線感知蛍光層の面に実質的に垂直に整列させられた縦
軸を有する。タペタムフィルタ５との組み合わせにおい
て、この針状構造は可視光の強度分布をＸ線蛍光スクリ
ーンの裏面に実質的に垂直な方向に集中する。例えば、
符号２２によって示される位置において、光線２３が入
射Ｘ放射によって生成され、該光はその裏面の垂直に対
する斜めの伝播方向を有する。タペタムフィルタ５のカ
ットオフ値を越えた入射角度を有する入射に対する高反
射性によって、光線２３は光線２４として反射され、そ
れはボイド２１によって実質的に反射され、光に対して
反射しＸ放射に対して透過する層２０によって光線２５
として再び反射される。その層は可視放射に対して高度
に反射する材料から、その層をＸ放射を透過するように
薄く作ることによって製作され得る。層２０はＴｉ
Ｏ2 、Ａｌ2 Ｏ3 、又はＡｌの群からの材料から形成さ
れることが望ましい。Ｘ線感知蛍光層４の針構造によっ
て、元々スクリーン３の裏面の垂直に関して斜めに放射
された光が最終的には前層２０によって実質的にスクリ
ーン３の裏面の垂直に反射され、もってそれはカットオ
フ値より小さい入射角度でタペタムフィルタ上に入射さ
れ、もって光線２５はタペタムフィルタによって実質的
な強度の損失無しに関連するレンズ７の受入れ円錐内に
透過される。
まれた放射変換スクリーン３の部分の詳細を示す。その
針構造の長軸が実質的にシンチレーションスクリーンの
面に垂直に整列された針構造形態を有するＸ放射の入射
において蛍光を示す材料の結晶よりなるＸ線感知蛍光層
を設けることは、均一に放射する面に関するランベルト
分布に比較して、放射された光の前方伝播方向により集
中される強度分布を産み出す。明らかにＣS Ｉよりなる
そのＸ線感知蛍光層４は、そのＸ線感知蛍光層が針状構
造となるようにＸ線透過層２０上に成長させられる。即
ち、Ｘ線感知蛍光層４は、ボイド２１よりなり、各々は
Ｘ線感知蛍光層の面に実質的に垂直に整列させられた縦
軸を有する。タペタムフィルタ５との組み合わせにおい
て、この針状構造は可視光の強度分布をＸ線蛍光スクリ
ーンの裏面に実質的に垂直な方向に集中する。例えば、
符号２２によって示される位置において、光線２３が入
射Ｘ放射によって生成され、該光はその裏面の垂直に対
する斜めの伝播方向を有する。タペタムフィルタ５のカ
ットオフ値を越えた入射角度を有する入射に対する高反
射性によって、光線２３は光線２４として反射され、そ
れはボイド２１によって実質的に反射され、光に対して
反射しＸ放射に対して透過する層２０によって光線２５
として再び反射される。その層は可視放射に対して高度
に反射する材料から、その層をＸ放射を透過するように
薄く作ることによって製作され得る。層２０はＴｉ
Ｏ2 、Ａｌ2 Ｏ3 、又はＡｌの群からの材料から形成さ
れることが望ましい。Ｘ線感知蛍光層４の針構造によっ
て、元々スクリーン３の裏面の垂直に関して斜めに放射
された光が最終的には前層２０によって実質的にスクリ
ーン３の裏面の垂直に反射され、もってそれはカットオ
フ値より小さい入射角度でタペタムフィルタ上に入射さ
れ、もって光線２５はタペタムフィルタによって実質的
な強度の損失無しに関連するレンズ７の受入れ円錐内に
透過される。
【００１７】タペタムフィルタ５は波長の関連領域に対
する屈折率が高い材料と低い材料との交互の積み重ねに
よって製造されることが望ましい。実質的に垂直な入射
光に対する高透過性及び同時に斜め入射に対する高反射
性はその積み重ねの異なる層間の様々な境界面から反射
される光の干渉の使用によって達成される。この現象は
４分の１波長積み重ね、即ち関連する波長の４分の１に
実質的に等しい該関連する波長に対する光学的厚さを有
する複数の層よりなる積み重ねにおいて特に達成され
る。
する屈折率が高い材料と低い材料との交互の積み重ねに
よって製造されることが望ましい。実質的に垂直な入射
光に対する高透過性及び同時に斜め入射に対する高反射
性はその積み重ねの異なる層間の様々な境界面から反射
される光の干渉の使用によって達成される。この現象は
４分の１波長積み重ね、即ち関連する波長の４分の１に
実質的に等しい該関連する波長に対する光学的厚さを有
する複数の層よりなる積み重ねにおいて特に達成され
る。
【００１８】図３において描かれた曲線は低屈折率材料
ＳｉＯ2 及び高屈折率材料ＴｉＯ2を交互にした２０層
の積み重ねよりなるタペタムフィルタの透過特性を示
す。透過率Ｔf は、真空中における波長λ＝５４４ｎｍ
を有する光に対して放射角度αの関数として与えられ
る。図３において夫々描かれた曲線及び点線の曲線は夫
々タペタムフィルタが設けられた放射変換スクリーンの
αの関数としての透過率Ｔ f を示す。一点鎖線の曲線は
比較のために描かれておりタペタムフィルタが設けられ
ていない放射変換スクリーンの透過率を示し、即ち、一
点鎖線の曲線は均一に放射する面に関し、即ち、一点鎖
線の曲線はランベルト分布に対応する。図３に示される
如く、透過性は、略３０°以下の放射角を有する光に対
しては略１であり、透過性は放射角が３０°を越えると
急激に減少する。このように、タペタムフィルタは、実
質的に垂直に入射される光が影響されずに透過されるの
に対して、タペタムフィルタ上に斜めに入射される光は
タペタムフィルタによって実質的に全体的に反射される
という、要求に応じた効果を有する。放射変換スクリー
ンからの光放射の更に増強された集中のために、数度以
下（例えば２°以下）程度の小さい透過角度を有するタ
ペタムフィルタを使用することが望ましい。
ＳｉＯ2 及び高屈折率材料ＴｉＯ2を交互にした２０層
の積み重ねよりなるタペタムフィルタの透過特性を示
す。透過率Ｔf は、真空中における波長λ＝５４４ｎｍ
を有する光に対して放射角度αの関数として与えられ
る。図３において夫々描かれた曲線及び点線の曲線は夫
々タペタムフィルタが設けられた放射変換スクリーンの
αの関数としての透過率Ｔ f を示す。一点鎖線の曲線は
比較のために描かれておりタペタムフィルタが設けられ
ていない放射変換スクリーンの透過率を示し、即ち、一
点鎖線の曲線は均一に放射する面に関し、即ち、一点鎖
線の曲線はランベルト分布に対応する。図３に示される
如く、透過性は、略３０°以下の放射角を有する光に対
しては略１であり、透過性は放射角が３０°を越えると
急激に減少する。このように、タペタムフィルタは、実
質的に垂直に入射される光が影響されずに透過されるの
に対して、タペタムフィルタ上に斜めに入射される光は
タペタムフィルタによって実質的に全体的に反射される
という、要求に応じた効果を有する。放射変換スクリー
ンからの光放射の更に増強された集中のために、数度以
下（例えば２°以下）程度の小さい透過角度を有するタ
ペタムフィルタを使用することが望ましい。
【００１９】図４は本発明によるＸ線検査装置の他の実
施例のブロック図を示す。この実施例では、放射変換ス
クリーン３及びレンズ７間の領域に適当な屈折率を有す
る透過材３０を設けることによって半導体イメージセン
サ上の更に改良された光の集中が達成される。図４に示
す如く、放射変換スクリーン３からレンズ７へ光が通る
線路３１は、光をレンズに向かう方向に集中するように
影響を及ぼされる。空気の屈折率より大きい屈折率の値
を有する透明材３０の故に、屈折の角度θr は、スクリ
ーンから空気に対して通る光線に対する屈折の角度θr
0 に比して減少される。一点鎖線内の光の集中における
材料３０の有利な効果の例証のために、材料３０が空気
に置き代わった場合に光が通るであろう線路３２が示さ
れる。
施例のブロック図を示す。この実施例では、放射変換ス
クリーン３及びレンズ７間の領域に適当な屈折率を有す
る透過材３０を設けることによって半導体イメージセン
サ上の更に改良された光の集中が達成される。図４に示
す如く、放射変換スクリーン３からレンズ７へ光が通る
線路３１は、光をレンズに向かう方向に集中するように
影響を及ぼされる。空気の屈折率より大きい屈折率の値
を有する透明材３０の故に、屈折の角度θr は、スクリ
ーンから空気に対して通る光線に対する屈折の角度θr
0 に比して減少される。一点鎖線内の光の集中における
材料３０の有利な効果の例証のために、材料３０が空気
に置き代わった場合に光が通るであろう線路３２が示さ
れる。
【図１】本発明によるＸ線検査装置の一実施例のブロッ
ク図である。
ク図である。
【図２】本発明によるＸ線検査装置のための画像装置に
組み込まれた放射変換スクリーンの部分の詳細図であ
る。
組み込まれた放射変換スクリーンの部分の詳細図であ
る。
【図３】本発明による画像装置のための放射変換スクリ
ーンに組み込まれた二つの選択されるべきタペタムフィ
ルタの透過特性とタペタムフィルタが設けられていない
放射変換スクリーンの透過特性とを示す図である。
ーンに組み込まれた二つの選択されるべきタペタムフィ
ルタの透過特性とタペタムフィルタが設けられていない
放射変換スクリーンの透過特性とを示す図である。
【図４】本発明によるＸ線検査装置の他の実施例のブロ
ック図である。
ック図である。
１ Ｘ線源 ２ 対象物 ３ 放射変換スクリーン ４ Ｘ線感知蛍光層 ５ タペタムフィルタ ６ ガラス基板 ７ レンズ ８ 半導体イメージセンサ ９ 画像再結合回路手段 １０ モニタ １１ 出力バッファ回路手段 ２０ Ｘ線透過層 ２１ ボイド ２２ 位置 ２３，２４，２５ 光線 ３０ 透過材 ３１，３２ 線路
Claims (8)
- 【請求項１】 Ｘ線源と、該Ｘ線源に面する放射変換手
段よりなり画像搬送Ｘ放射を画像搬送可視放射に変換す
る画像装置と、該放射変換手段によって形成された画像
搬送可視放射を電気信号に変換する複数のイメージセン
サを有する画像変換手段と、該放射変換手段の夫々の領
域が夫々のイメージセンサ上に作像されるよう該放射変
換手段と整列された複数のレンズとよりなるＸ線検査装
置であって、該画像装置は該放射変換手段によって生成
された光強度分布を実質的に単一方向に集中させる手段
よりなることを特徴とするＸ線検査装置。 - 【請求項２】 該放射変換手段はＸ線感知蛍光層よりな
る放射変換スクリーンの形を有し、更に該放射変換スク
リーンは、該Ｘ線源に面する該Ｘ線感知蛍光層の一側に
ありＸ放射を透過し可視放射を反射する層よりなり、該
Ｘ線感知蛍光層の該Ｘ線源に面する側と反対の側上の、
垂直入射の回りの領域における入射の角度を有する光に
対する実質的透過性を有し該領域を越える入射の角度を
有する光の実質的反射性を有するタペタムフィルタより
なることを特徴とする請求項１に記載のＸ線検査装置。 - 【請求項３】 更に該Ｘ線感知蛍光層は、各々がその層
に実質的に垂直な縦軸を有するボイドよりなることを特
徴とする請求項２に記載のＸ線検査装置。 - 【請求項４】 更に該放射変換手段によって生成された
光強度分布を実質的単一方向に集中させる該手段は該光
に対して透明であり空気の屈折率より大きい値の屈折率
を有する物質よりなることを特徴とする請求項１乃至３
の内の何れか一項に記載のＸ線検査装置。 - 【請求項５】 該イメージセンサは半導体イメージセン
サであり、更に該半導体イメージセンサは関連する利得
率を有する衝突電離によって電荷増倍を実行するように
構成され、夫々の半導体イメージセンサによって生成さ
れた出力信号の信号対雑音比は実質的に該利得率の関数
としての極大にあることを特徴とする請求項１乃至４の
内の何れか一項に記載のＸ線検査装置。 - 【請求項６】 該イメージセンサは複数の光感知センサ
素子よりなり、更に該イメージセンサは該イメージセン
サのセンサ素子群からの随意の組み合わせ信号に対して
構成されていることを特徴とする請求項１乃至５の内の
何れか一項に記載のＸ線検査装置。 - 【請求項７】 該放射変換手段によって生成された光強
度分布を実質的に単一方向に集中させる手段よりなり、
請求項１乃至６の内の何れか一項に記載のＸ線検査装置
における使用に適する画像装置。 - 【請求項８】 該Ｘ線感知蛍光層の該Ｘ線源に面する側
にありＸ放射を透過し可視放射を反射する層よりなり、
該Ｘ線感知蛍光層の該Ｘ線源に面する側に対向する側に
あり、垂直入射の回りの領域における入射の角度を有す
る光に対する実質的透過性を有し該領域を越える入射の
角度を有する光の実質的反射性を有するタペタムフィル
タよりなることを特徴とする請求項２乃至６の内の何れ
か一項に記載のＸ線検査装置における使用に適する放射
変換スクリーン。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP92202521 | 1992-08-18 | ||
| EP92204101 | 1992-12-29 | ||
| NL92202521:8 | 1992-12-29 | ||
| NL92204101:7 | 1992-12-29 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06205768A true JPH06205768A (ja) | 1994-07-26 |
Family
ID=26131641
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5201720A Pending JPH06205768A (ja) | 1992-08-18 | 1993-08-13 | Ｘ線検査装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5412705A (ja) |
| JP (1) | JPH06205768A (ja) |
| DE (1) | DE69325753T2 (ja) |
Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN107728191A (zh) * | 2017-11-22 | 2018-02-23 | 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 | 一种四通道空间定域x射线辐射流诊断装置 |
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1993
- 1993-08-13 JP JP5201720A patent/JPH06205768A/ja active Pending
- 1993-08-17 DE DE69325753T patent/DE69325753T2/de not_active Expired - Fee Related
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107728191A (zh) * | 2017-11-22 | 2018-02-23 | 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 | 一种四通道空间定域x射线辐射流诊断装置 |
| CN107728191B (zh) * | 2017-11-22 | 2023-10-31 | 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 | 一种四通道空间定域x射线辐射流诊断装置 |
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| DE69325753T2 (de) | 2000-02-17 |
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