JPS5926000B2 - Ｘ線用画像表示素子 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、新規なＸ線用エラストマー表示素子、更に詳
しくはＸ線潜像をエラストマーの変形による照射光散乱
の差に変換して可視化するＸ線用エラストマー表示素子
に関する。

従来のＸ線画像装置に於ては、Ｘ線用銀塩フィルムかあ
るいは電子写真法等によＶ）Ｘ線像を現像し、顕画化し
て人体の医用診断や金属の欠陥探査等を行なつている。

そのため、Ｘ線照射から顕画化までに相当の時間を必要
とし緊急処理を要する場合等には不都合を生じている。
本発明の目的は、Ｘ線照射とほとんど同時にＸ線像を表
示できる様にすることにある。

本発明の他の目的は、Ｘ線像を任意の大きさに拡大して
見ることを可能にすることにある。

本発明の更に他の目的は、第２電極を設けることにより
、エラストマー表示像のコントラスト比及び解像力を更
に良好にすることにある。本発明の更に他の目的は、照
射Ｘ線量を少量にすることにある。

本発明の更に他の目的は、エラストマー層の材料（硬度
）を用途に応じて選択することにより、低硬度の場合の
、応答性および中間調再現性に優れたフロスト変形と、
高硬度の場合の、エッヂ効果が著るし＜、かつコントラ
ストの良好なレリーフ変形とを、選択可能にすることに
ある。

また、更には繰り返し使用可能のＸ線用表示素子を提供
することにある。エラストマ〒変形を利用した像記録方
法の典型的な例が、特公昭５３−２０６１号公報（特開
昭４７−１３１８９）に詳細に開示されている。

それは第１図に示したように、金属導電薄膜層１、エラ
ストマー層２、光導電体層３、透明導体層４等を透明基
板５上に積層構成した静電変形素子である。金属導電薄
膜層１と透明導体層尋問に電界を印加しておき、透明導
体層４側から像様の露光６を実施すると、光導電体層４
の抵抗が露光強度に応じて部分的に変化するので、エラ
ストマー層２の上に像様の電荷分布、即ち静電潜像Ｔが
形成される。

これと同時に、静電気力とエラストマーの弾性との釣合
いにより、露光部のエラストマー層２が、像様光に対応
して変形する（その動作原理は、前記参照公報に詳述さ
れている）。エラストマー層２の変形に追随して、金属
導電薄膜層１も変形する。すなわち、像様露光６の光強
度分布が金属導電薄膜層１の変形分布に変換される。こ
のような変形像を有する第１図の静電変形素子を、第４
図のＥの位置に装着し、光源Ｌによりレンズを介して金
属薄膜層１側から読み出し光を照射すると、変形による
散乱光の度合の相違が表示像として投影スクリーンＳ上
に現出される。

すなわち、例えば変形が大きい部分では散乱光が増加し
、正常な反射光が減少するので、その部分は映像スクリ
ーンＳ上では暗部として再生され、逆に変形が小さい部
分は明部としで映像スクリーンＳ上に再生されることに
なる。本発明は、前述のようなエラストマー変形の原理
を利用して、Ｘ線像をエラストマー層の変形像に変換す
るもので、以下図面を参照して詳細に説明する。

第２図に示すように、本発明のＸ線画像表示素子はＡｌ
，Ｂｅ等のＸ線透過導体電極１１，Ｘ線吸収液体１２，
絶縁性スペーサー１３，エラストマー層１４，薄膜ミラ
ー電極１５，透明エラストマー層１６，透明電極１７，
透明基板１８からなつている。

このような素子を用いてＸ線像を表示する方法を、以下
に具体的に述べる。

Ｘ線源１００から照射されたＸ線は、被検体１０１によ
り透過部と非透過部に分けられて、いわば像様Ｘ線とな
り、さらに、電極１１を透通してＸ線吸収液体１２に到
達する。

この時、Ｘ線透過導体電極１１はアースされ、薄膜ミラ
ー電極１５及び？明電極１７は、各々独立に正電王Ｖｌ
，Ｖ２を印加されている。

それ故、Ｘ線吸収液体１２には矢印方向の電界が印加さ
れている。Ｘ線吸収液体１２に到達したＸ線が、該液体
を正イオンと電子に分離する。

このようにして発字された電子は、前述の矢印方向の印
加電界によりエラストマー層１４表面（第２図では下面
）に付着し、エラストマー層１４の表面上に静電潜像を
形成する。形成された静電潜像は、第１図の場合と同様
に、薄膜ミラー電極１５に存在する正電荷との静電弓力
によりエラストマー層１４を変形させる。

もつとも、この時は、透明電極層１７に電圧が印加され
ている故、前述の第１図示のエラストマー素子に於る変
形像形成過程とは多少相異がある。すなわち、先ず透明
電極層１７が無いと仮定し、Ｘ線吸収液体層１２の厚み
をＤ。，静電容量Ｃ。とし、また、それぞれの厚みおよ
び静電容量を、エラストマー層１４についてはＤｌ，Ｃ
ｌ，透明エラストマー層１６についてはＤ２，Ｃ２とす
る。電源１９の駈Ｖ１を像表示素子に印加すると、エラ
ストマー層１４上には、ほＳＶｌＣＯ（＝ＱＯ）の分極
電荷が一様に発生し、静電荷は理想的には認められない
。ここで、前述のようにして、Ｘ線吸収液体層１２に像
様Ｘ線を照射すると、Ｘ線吸収液体層１２に電子と正イ
オンが発生する。

そして、例えば電子は、エラストマー層１４の表面へ移
動、付着する。したがつて、Ｘ線の透過部に対応する個
所のエラストマー層１４表面上には、最大ＶｌＣｌ（＝
Ｑ１）の電荷密度が与えられることになる。

すなわち、Ｑ１以下の電荷量で、Ｘ線像の濃淡が電荷密
度に変換されることになる。従つて、金属導体薄膜ミラ
ー電極１５内には、電位はＶ１に保たれていながらも、
電荷密度がＱＯからＱ１の範囲内で静電荷分布が形成さ
れている。

電界Ｅ中に置かれた電荷ｑの粒子は、良く知られている
ように、ＱＥという電気力を受け、移動可能なら電界方
向に動き、又何らかの束縛力が働いておれば、変形を伴
つて均衡が保たれる位置に安定する。

第２図のＸ線画像表示素子において、透明電極層１７に
電源２０により電圧Ｖ２を印加すると、透明電極層１７
、透明エラストマー層１６、および薄膜ミラー電極１５
の間に、前述と同様の現象が生じる。

即ち、エラストマー層１４上の電荷とミラー電極１５上
の電荷との静電引力ＣｌＶｆ／ｄ１にＣ，Ｖｌ（Ｖ２−
Ｖ，）／Ｄ２が付加される形になる（厳密には更に高次
の項が付加されることになる）。

それ故、第２の電極である透明電極層１７の存在は、エ
ラストマーの変形をより一層容易且つ有効に発生させる
効果をもたらすことになる。従つて、本発明によれば、
従来のエラストマー素子に於けるエラストマー変形より
も変形振幅量が増加し、コントラスト比が良くなる。

このため、画像のキレが良好となり、結果として見かけ
の解像力が増加する。また更に、画像の消去時に於ては
、薄膜ミラー電極１５が２層のエラストマー層１４，１
６によつてはさまれた構成となつているため、エラスト
マー復元力が効率よく薄膜ミラー電極１５に作用するこ
とになる。

このため、残留変形像を緩和（減少）するという禾点が
ある。なお、画像の消去は、電極間に交流電圧を印加し
て放射線吸収液体層１２内の像様電荷分布を消滅させ、
エラストマー層１４，１６を、その自己復元性によつて
平滑化することによつて、行なうことができる。

透明電極１７に印加する電圧Ｖ２は、ミラー電極１５に
印加する電圧Ｖ１よりも高いことが好ましく、又、エラ
ストマーの変形開始時点にパルスで印加しても良い。

本発明のＸ線吸収液体１２としては、Ｘｅ等のガスを液
化したもの、分子構造の中に原子番号１７以上の重原子
を含んだ液体、及びＸ線を吸収する原子番号１７以上の
重原子を溶媒中に分散したものなどが考えられる。

また、エラストマー変形を可能にする電荷量は、エラス
トマーの誘電率、厚さ、剛性率に依存するが、誘電率２
，厚さ５μ，剛性率１０４ｄｙｎ眉のエラストマーを用
いる場合には、３００Ｖ程度の表面電位が必要となる。

なお、本発明に用いるエラストマーとしては、前記参照
公報に挙げられたもの（例えば、シリコーン樹脂とジメ
チルポリシロキサンシリコーン油よりなる組成物）が、
いずれも好適である。

本発明のＸ線画像表示素子によつて得られた変形像は、
シユリーレン光学系、又は第３図のような、光源Ｌ訃よ
び映像スクリーンＳを有する読出光学系のＥの位置に変
形像を置くことにより、その像を映像スクリーンＳ上に
拡大投影することができる。また、第３図に示したよう
に、Ｅ位置に本発明のＸ線画像表示素子を装着した状態
で、被写体１０１にＸ線１００を照射すれば、Ｘ線照射
と同時に映像スクリーンＳ上に可視像を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の光像表示素子の概略構成を示す断面図、
第２図は本発明のＸ線用画像表示素子の概略構成を示す
断面図、第３図は本発明のＸ線用画像表示素子の読出光
学系の一例を示す図、第４図は第１図の光像表示素子の
読出光学系の→Ｉを示す図である。 １１・・・Ｘ線透過導体電極、１２・・・Ｘ線吸収液体
、１４−・・エラストマー層、１５・・・薄膜ミラー電
極、１６・・・透明エラストマー層、１７・・・透明電
極、１８・・・透明基板、１９，２０・・・電源。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ Ｘ線透過導体電極と、Ｘ線吸収液体層と、エラスト
   マー層と、薄膜ミラー電極と、透明エラストマー層と、
   透明電極とをこの順序に積層してなり、Ｘ線透過導体電
   極と薄膜ミラー電極との間および薄膜ミラー電極と透明
   電極との間にそれぞれ電圧を印加したことを特徴とする
   Ｘ線用画像表示素子。