JPS6145794B2 - - Google Patents

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JPS6145794B2
JPS6145794B2 JP55105827A JP10582780A JPS6145794B2 JP S6145794 B2 JPS6145794 B2 JP S6145794B2 JP 55105827 A JP55105827 A JP 55105827A JP 10582780 A JP10582780 A JP 10582780A JP S6145794 B2 JPS6145794 B2 JP S6145794B2
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JP
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radiation
scintillation crystal
resolution
detector
radiation detector
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JP55105827A
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JPS5644831A (en
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Jei Bujookuhoomu Hooru
Emu Benpenisuto Bikutaa
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American Science and Engineering Inc
Original Assignee
American Science and Engineering Inc
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Publication date
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Publication of JPS6145794B2 publication Critical patent/JPS6145794B2/ja
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16—Measuring radiation intensity
    • G01T1/20—Measuring radiation intensity with scintillation detectors
    • G01T1/2018—Scintillation-photodiode combinations
    • G01T1/20185—Coupling means between the photodiode and the scintillator, e.g. optical couplings using adhesives with wavelength-shifting fibres
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16—Measuring radiation intensity
    • G01T1/161—Applications in the field of nuclear medicine, e.g. in vivo counting
    • G01T1/164—Scintigraphy
    • G01T1/1641—Static instruments for imaging the distribution of radioactivity in one or two dimensions using one or several scintillating elements; Radio-isotope cameras
    • G01T1/1644—Static instruments for imaging the distribution of radioactivity in one or two dimensions using one or several scintillating elements; Radio-isotope cameras using an array of optically separate scintillation elements permitting direct location of scintillations
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    • G01T1/20—Measuring radiation intensity with scintillation detectors
    • G01T1/2018—Scintillation-photodiode combinations
    • G01T1/20181—Stacked detectors, e.g. for measuring energy and positional information
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16—Measuring radiation intensity
    • G01T1/20—Measuring radiation intensity with scintillation detectors
    • G01T1/2018—Scintillation-photodiode combinations
    • G01T1/20186—Position of the photodiode with respect to the incoming radiation, e.g. in the front of, below or sideways the scintillator

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
  • Conversion Of X-Rays Into Visible Images (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高解像度輻射検出装置に関するもの
で、特に入射する輻射、高輻射阻止力、および検
出能率の高解像度測定を実現する手段を含む装置
に関するものである。
固体物体の内部構造をしらべるため高エネルギ
ー輻射、例えばＸ線輻射およびガンマ線輻射を利
用するシステムは技術的に周知である。そのよう
なシステムは高エネルギービームで試験中の物体
を普通照射し、その物体を通り抜けて伝えられる
輻射の強度を測定するための検出装置を利用する
ものである。
例えば、人体を透過するＸ線の像を記録するた
めフイルムを使用することは、特に医学用途には
技術的に知られている。そのようなフイルムは、
入射する高エネルギーのＸ線に反応して可視光の
輻射をつくるため螢光を発する螢光材料からなる
表面スクリーンを普通含んでいる。その表面スク
リーンからの光輻射は、像を目に見える形で記録
するため放射される可視光に反応する感光性フイ
ルムに進む。このようなフイルムは照射された物
体の放射線写真を得るために用いられ、その放射
線写真は１ミリメータ当り５本のペアの線のオー
ダの解像度をもつている。
表面の螢光スクリーンの厚さが放射線写真の解
像度ならびにそのフイルムのＸ線阻止力の両者を
決定する。スクリーンの厚さが厚い程、入射する
Ｘ線とよく相互に作用し合い、また相当する可視
光をよく発生することができるので、螢光スクリ
ーンの厚さが増すにつれそのフイルムの阻止力も
増大する。しかし、そのスクリーンの厚さが増す
と感光性フイルムに印加される可視光の散乱が増
す傾向となるので、そのフイルムの解像度は減少
する。
Ｘ線フイルムが比較的高解像度をもつ放射線写
真をつくるとしても、そのフイルムは、現像のた
めに十分の時間を必然的に必要とし、さらに満足
のゆく放射線写真をつくるには可成り高レベルの
Ｘ線露光を必要とする。またそのフイルム像は、
容易にそれをコンピユータの蓄積または解析に供
せられる形にはなつていない。
したがつて、ある標的物体を通り抜けて伝えら
れるＸ線または他の高エネルギー光線の強度をも
つと素速く記録するため、いろいろなシステムが
開発されてきた。このようなシステムは、入射す
るＸ線を相当する可視光の輻射に変換するため
に、普通シンチレーシヨン結晶体を用いている。
そこで光検出器が、可視光の強度に相当する電気
信号を発生させるのに用いられる。その光検出器
からの電気信号は、デジタル表示に容易に変換さ
れ、蓄積装置に蓄積されるか、電気的に例えば陰
極線管上に表示される。勿論、検出器信号から導
かれるデジタルデータはコンピユータでの使用に
好適である。
先行技術の輻射エネルギー映像システムは入射
するＸ線の強度に相当する電気信号を発生させる
ためにシンチレーシヨン結晶体とそれに関連した
固体光検出器、例えばシリコン光ダイオードアレ
イ（列）を使用してきた。そのような電子的検出
装置は、比較的低い輻射レベルで走査される標的
物体の放射線写真をすばやく得るために輻射エネ
ルギーの走査ペンシルビームまたはフアン（扇
形）ビームとともに用いられてきた。例えば、米
国特許No.3780291で開示されたマイクロドーズ
（MICRO―DOSE）システムは、デジタル輻射強
度のデータとそれに相当する照射された標的物体
の像との両者を得るために、走査ペンシルビーム
の輻射とそれに関連したシンチレーシヨン結晶体
と光検出器とを用いている。
標的物体上の１本の横線を照射し、その物体か
ら現われるフアン（扇形）ビーム輻射で相当する
輻射検出器を照射するためにフアンビームの輻射
を用いることが、計算機化された軸方向断層写真
術のため提案されてきた。このようなシステムの
フアン（扇状）ビームは物体の周りに回転され、
その物体の特別な横断面薄片を走査し、その輻射
検出器は電気的に走査され、上記の照射された薄
片の像を発生させる。
先行技術の電子的輻射検出装置は、電子的放射
線写真像をフイルムで行われるよりずつと迅速
に、かつＸ線フイルム上に像をつくるのに必要な
照射量よりもつと低い輻射照射量でつくるために
用いられてきた。しかし、そのような先行技術の
電子的輻射検出器でつくられる放射線写真は、フ
イルム上につくられる放射線写真像の特徴である
高解像度を持つていなかつた。それ故、電子像シ
ステムは高解像度の放射線写真像をつくるにはこ
れまでのところ適当なものではなかつた。
更に、先行技術による電子的輻射検出器では結
晶体内で発生される可視光のひろがりと散乱とに
もとづいて起る解像度の損失が著しかつた。この
ような先行技術による装置では、光検出器は関連
するシンチレーシヨン結晶体の背後におかれ、貫
通するＸ線輻射は結晶体の前面を照射するよう印
加される。こうしてシンチレーシヨン結晶体の厚
さが結晶体の輻射阻止力を決定し、また光検出器
で測定される可視光の解像度に影響を与える。そ
れ故、先行技術の輻射検出装置では、そのシンチ
レーシヨン結晶体の厚さが、適度の輻射阻止力を
一方で与えながら、検出器の解像度を著しく減少
させる。
したがつて、本発明の目的は、電子的輻射検出
器の輻射阻止力を増大し、かつその検出器の関連
する解像度を増大する有効な手段を提供するにあ
る。
更に本発明の目的は、Ｘ線フイルムを感光させ
るに必要な輻射レベルより低い輻射レベルで動作
することができる高解像度検出器を提供するにあ
る。
本発明の今一つの目的は、本発明の高解像度検
出器を利用し、ミリメートル当り少くとも５本の
ペアの線の解像度をもつ放射線写真像をつくる改
良型放射エネルギー映像装置を提供することにあ
る。
本発明のこれらの目的およびその他の目的は後
に続く詳細な明細書をしらべ、また付属の図面を
考慮して明らかになるであろう。
この発明の目的を達成し、先行技術の問題点を
克服するために、本発明によれば、その高解像度
検出器には、Ｘ線と相互に作用し合つて相当する
可視光輻射を発生するために、入射するＸ線の伝
搬方向に伸びる１つのシンチレーシヨン結晶体が
含まれる。この可視光は結晶体の側面の部分を通
り抜け、その上下の側面の放出面から現われる。
多くの検出素子をもつ固体検出器アレイ（配
列）は結晶体の側面の放射面に沿つて適当に位置
ぎめされて、放出される可視光を受け、かつそれ
に相当する電気信号を発生させる。１つの光学的
結合グリースがその固体検出器と結晶体の側面の
放射面との間に配される。連続している固体検出
器アレイ（配列）は上記側面の放射面間の適当な
位置に交互におかれ、お互いに重なり合つて、結
晶体に沿つて連続する輻射受信区域となる。この
検出器アレイ（配列）の検出素子は、そのシンチ
レーシヨン結晶体の前面から入射するＸ線の伝搬
方向にのびている。
この検出器素子の長さが、高解像度検出器のＸ
線阻止力を決定する。この結晶体の前面の高さ
と、結晶体の屈折率と結合グリースの夫々の比に
よつて規定される臨界角とが可視光線の側面の放
射径路の最大長を決定し、それにより検出器の解
像度を決定する。
本発明の一代替実施態様には、印加されるＸ線
に反応して可視光線を発生させるのに用いられる
螢光オプテイカルフアイバを含んでいる。本発明
のその外の実施態様には、結晶体の側面の放射面
をそれに対応する検出器アレイ（配列）に光学的
に結合するためのオプテイカルフアイバが含まれ
る。
本発明によれば、この高解像度検出器は、ペン
シルビームおよびフアン（扇形）ビームの輻射エ
ネルギー映像システムで用いられ、高解像度の電
子放射線写真像をつくることができる。
次に本発明を実施するための最良の方法につい
て述べる。
この明細書の残りの部分は、付属図面と共に読
むと本発明のもつと好ましい実施態様を述べてい
る。この図面の中では同じ参照文字が同一の装置
をあらわしている。
第１図は本発明による高解像度輻射検出器の一
部の斜視図である。運転中、入射する輻射Ｒ、例
えばＸ線は、シンチレーシヨン結晶体３の前面１
に印加される。このＸ線が、シンチレーシヨン結
晶体を通り抜けるとき結晶体の材料がＸ線の光子
と相互に作用し合い相当する光学的または可視光
の光子を発生させるということは当業者には察知
できよう。このようなシンチレーシヨン結晶体は
例ればセシウム沃化物でつくることができる。
そのシンチレーシヨン結晶体３から放出される
可視光は、検出手段、この例では１つの固体検出
器で検出され、可視光の強度に相当する電気信号
を発生させる。第１図に示すその検出器は一つの
チツプ上に配列された多くの輻射検出素子、例え
ば固体の光感知ダイオード７をもつ一つの光ダイ
オードアレイ（配列）５から成る。このような光
ダイオードアレイ（配列）は、市場で入手でき
る。例えばレチコンでつくられたようなものであ
る。
さて第１図を参照して、その光ダイオードアレ
イ（配列）には多くの小型光ダイオード素子７が
含まれ、その各は技術上周知の方法で、シンチレ
ーシヨン結晶体３の上側面９に接触する光ダイオ
ード素子の表面に沿つて見た光の強度に相当する
電気信号を発生させるように適合されていること
が判る。
かくして、１つのＸ線光子XPがシンチレーシ
ヨン結晶体３の薄片を通り抜け、そのシンチレー
シヨン結晶体の材料と相互に作用し合つて、相当
する光学的光子OPを発生させるとき、その光学
的光子の少くとも１部はシンチレーシヨン結晶体
３の材料を通り抜け上側面９に達し、１つの相当
する光ダイオード素子７ａにより検出されよう。
勿論、この光ダイオード素子７ａは、受信される
光学的光子OPに相当する１つの電気的信号を発
生させる。
光ダイオードアレイ（配列）５のその他の光ダ
イオード素子７は、シンチレーシヨン結晶体３の
関連する薄片を通り抜けるＸ線光子により放射さ
れる光学的光子に、同様にして反応するであろ
う。
第１図の輻射検出器は、高解像度と高Ｘ線阻止
力の両者をあわせ持つていることを理解すべきで
ある。この高Ｘ線阻止力は光ダイオード素子７の
長さに相当する比較的深いＸ線浸透深度によるも
のである。光ダイオード素子７は、入射するＸ線
Ｒの伝搬方向に一列に並べられ、各の光ダイオー
ド素子は通過するＸ線光子によつてつくられる光
の光子にその長さＤに沿つて感光性をもつてい
る。このようにして、光ダイオード素子７の長さ
がＸ線の浸透深度の距離を決定し、測定できる光
学的信号を生ずることになる。勿論、多数の入射
するＸ線光子が確実にシンチレーシヨン結晶体３
と測定のできる相互作用を引起すためには十分な
Ｘ線浸透深度をもつことが重要である。
発生される光の光子OPが通過しなければなら
ぬ距離ｈは比較的小さいので、そのＸ線検出器は
高解像度をもつている。一般に、そのシンチレー
シヨン結晶体の厚さＴが、関連する光ダイオード
素子に達するのにどの光の光子も進まねばならな
い距離を決定することを理解すべきである。それ
故もしそのシンチレーシヨン結晶体の厚さが短か
くされ、例えば0.3ミリメートルのオーダにされ
ると光学的光子OPの散乱または減衰がそれに対
応し減少をきたし、その減少はＸ線光子とシンチ
レーシヨン結晶体３の材料との相互作用によつて
発生されるものである。
そのシンチレーシヨン結晶体内の光の放射点か
らの輻射は、放射面からのその点の距離とその結
晶体と光ダイオードアレイ（配列）間の共有領域
における臨界角のタンジエント（正接）との積に
よつて限定される区域内の結晶体の側面の放射面
から放射されうることは当業者には理解されよ
う。勿論、点輻射源の放射区域の大きさが増すと
本発明の検出器の解像度はそれに応じて減少する
ことになる。したがつて、もし結晶体と光ダイオ
ード検出器との間の共有領域における屈折率が減
少させられると、この検出器の解像度は増大され
ることになる。
その結晶体の屈折率より小さい屈接率をもつ１
つの結合グリース１０、例えばDow Corning
（ダウコーニング）社の結合グリースを結合手段
として共有領域の屈折率を減少するために結晶体
と光ダイオードアレイ（配列）間の共有領域にお
くことができる。運転中、そのグリース１０をそ
の結晶体の側面の放射面に印加し、つぎにその光
ダイオードアレイ（配列）を、その結晶体のグリ
ースを塗られた表面に圧着することができる。そ
のグリースの毛細管作用と高粘度のために、長時
間そのグリースはずれたりまたは流れたりしな
い。
このようにして、その結晶体の屈折率と結合グ
リースの夫々の比によつて制定される臨界角より
大きい角度で結晶体の側面の放射面に入射する光
は、ことごとく共有領域で反射されるであろう。
その反射した輻射は、更に反射して最後に吸収さ
れてしまうまでその結晶体内を伝搬するであろ
う。
本発明による光ダイオードアレイ（配列）５と
シンチレーシヨン結晶体３との配置によつてＸ線
透過深度は増大するので、その検出器の（Ｘ線）
阻止力はその解像度に影響を与えることなく増大
することを察知すべきである。先行技術の輻射検
出器は連続したシンチレーシヨン結晶体の背後の
適当な位置におかれる光検出器をもつていること
は当業者によつて察知されよう。このような先行
技術の検出器では、阻止力の増大を達成するため
シンチレーシヨン結晶体の厚さを増大させると必
然的に解像度の低下をまねく。その理由は光の光
子は一般に関連する光検出器に達するためにもつ
と大きい距離を進まねばならないからである。こ
のようにして先行技術の検出器の（Ｘ線）阻止力
と解像度とは関連するシンチレーシヨン結晶体の
ただ１つの寸法により決定される。
しかし、本発明によるとそのシンチレーシヨン
結晶体とそれに関連する光検出器とは適当な個所
におかれるので、結晶体の１つの寸法が検出器の
解像度を決定し、今１つの寸法が検出器の阻止力
を決定する。
第２図は、１つの固体検出器、つまり光ダイオ
ードアレイ（配列）５の長さＬより十分大きい領
域にわたり印加されるＸ線または他の高エネルギ
ー輻射の強度を測定するための本発明のより好ま
しい実施態様の斜視図を示す。この例では検出手
段として複数の固体検出器を用いることになる。
すなわち光ダイオードアレイ５はシンチレーシヨ
ン結晶体３の上側面９と底側面１７とにおかれ
る。寸法がもつと大きい光ダイオードアレイは容
易に市場で入手できないから、多数の光ダイオー
ドアレイをこの様に利用することが必要である。
しかし、光ダイオードアレイ５の長さＬがシンチ
レーシヨン結晶体３の長さＬ１に相当するならば
ただ１個の光ダイオードアレイを用いることがで
きることを察知すべきである。
第２図の好ましい実施態様の、市場で入手でき
る光ダイオードアレイ５は約１インチの長さで、
1024個の光ダイオード素子をもつている。そして
その各の素子は約２ミリメートルの長さＤに沿つ
て感光性をもつている。シンチレーシヨン結晶体
３は約0.3ミリメートルの厚さＴをもつ。前述し
たように、厚さＴと結晶体と光ダイオード間の共
有領域における臨界角がその輻射検出器の解像度
を決定づける。光ダイオードアレイ５の光ダイオ
ード素子７の長さＤが本発明のＸ線測定装置の阻
止力、すなわち最大Ｘ線浸透深度を決定する。
各アレイ内の光ダイオード素子群は、製造過程
の実際的制約のため関連するモノリシツクチツプ
の端までのびていない。それ故、そのシンチレー
シヨン結晶体３の一側面上に一線になつて接触す
るような関係にすべての光ダイオードアレイ５を
おくことは実際的ではない。その理由は、アレイ
の端部が、そのアレイの感光性のある素子の一線
に許しがたいすき間を形成するからである。
このようにして、輻射検出素子を一様に一線に
並べるには、連続する光ダイオードアレイは、シ
ンチレーシヨン結晶体の上側表面９と底側表面１
７間に交互になる位置におくことができる。光ダ
イオードアレイ５の各はその前の光ダイオードア
レイの関連する端の区域が稍重畳するようにおか
れ、それ故そのアレイの隣接の端の上にある光ダ
イオード素子が適当に一列に並べられることがで
きることを理解すべきである。光ダイオードアレ
イ５はシンチレーシヨン結晶体３の長さに沿つて
この交互にならびかつ重畳するような関係で適当
に位置ぎめされて、どんな特別の長さの輻射測定
区域でも提供できる。
約0.012ミリメートル、すなわち一写真の半分
の長さの中心間の最大変位は、光ダイオードアレ
イの電気信号からつくられる放射線写真の質には
殆ど影響を与えないから、光ダイオード素子を左
右に厳密に調整することは必要でないことを理解
すべきである。また、アレイの重畳区域から受信
されるデータを平滑（スムース）にするためコン
ピユータによる訂正を加えることができることは
当事者には察知されよう。
運転時、輻射の高エネルギー源４、例えば平行
にされたフアン（扇形）ビームの輻射１３は結晶
体３の前縁１に向けられる。Ｘ線光子はシンチレ
ーシヨン結晶体３の距離Ｄを通り抜け結晶体と相
互に作用し合い関連する光の光子をつくり、それ
ら光子は光ダイオードアレイ５の素子７により検
出される。光ダイオード素子の電気信号は走査さ
れ、次に蓄積されるか表示装置、例えば陰極線管
上に表示される。Ｘ線の走査ペンシルビーム、ま
たは平行にされたもしくは平行にされていないＸ
線源を、結晶体３の前面１を照射するのに用いる
ことができる。一般に、光検出器素子７の寸法Ｄ
は十分小さく、もし前面１に入射するＸ線がフア
ン（扇形）ビームを用いた時のように発散するも
のであれば解像度の損失を必ず少くすることがで
きる。
第３図は、本発明による装置の斜視図を示す。
ここでは光パイプまたは光フアイバ１９の束が結
合手段としてシンチレーシヨン結晶体の側面の放
射表面９と１７とから関連する光ダイオードアレ
イ５へ光子を伝送するのに用いられる。この場合
結合手段の一部として図３に示すように結合グリ
ース１０を光パイプ又は光フアイバ１９とシンチ
レーシヨン結晶体３の間に設けてもよい。勿論、
このようなフアイバ光素子を用いても本発明の装
置の動作を必ずしも変える必要はない。
前述のように、図１および図２の実施態様で
は、入射する高エネルギーの第一輻射、例えばＸ
線輻射は１つのシンチレーシヨン結晶体により第
二の光輻射に変換され、その光輻射は光ダイオー
ドアレイで受けられ、それは相当する電子量を放
射して一つの電気信号をつくる。しかし、第１図
の光ダイオードアレイは直接第一のＸ線輻射を受
け、所謂第二の輻射として、比例した電気信号を
規定するところの、それに相当する電子を放射す
るように用いることができることは当事者には察
知されよう。
このようにして、本発明によれば、光ダイオー
ドアレイは、入射するＸ線輻射の強度に比例する
信号を発生するため単独で用いることもできる。
たとえそうした使用法はアレイの動作寿命を低減
する結果をまねくことにはなるが、勿論、このよ
うな実施態様に対しては、そのアレイは１つの前
面で輻射を受けるように適当に位置ぎめされ、輻
射の伝搬方向に十分な距離Ｄを伸ばすような長さ
にされてＸ線の測定のできる部分を遮ぎる。
第４図は本発明の一実施態様を示し、ここでは
螢光オプテイカルフアイバ２０がシンチレーシヨ
ン結晶体に代つて用いられ、高エネルギー輻射Ｒ
に反応して光の光子を発生させる。このような螢
光オプテイカルフアイバは技術的には公知であ
り、それは印加されるＸ線輻射に反応して内部に
螢光を発するための手段を含んでいる。
運転中、輻射の高エネルギー源、例えば輻射Ｒ
の平行にされたフアン（扇形）ビームは光フアイ
バ２０の前端面を照射するよう向けられる。Ｘ線
光子がフアイバ２０の軸に沿つて通過するとき、
その光子はフアイバの螢光材料を相互に作用し合
いそれに相当する可視光の光子を発生する。その
可視光の光子は光フアイバの放射端面に光学的に
接続された光ダイオードアレイに、光フアイバに
よつて運ばれる。この可視光の光子は第２図のシ
ンチレーシヨン結晶体について述べたのと同じふ
うに光ダイオードアレイの光ダイオード素子によ
つて検出される。第４図の検出器は、内部に発生
した光が、光ダイオードに通されるときフアイバ
に含まれるので、高解像度を持つている。
第５図は、走査ペンシルビームの輻射エネルギ
ー映像装置を示し、その装置は本発明の高解像度
検出器を用いることができる。このような映像装
置はMICRO―DOSE Ｘ線システムの形で市場で
入手可能であり、このシステムは米国特許No.
3780291で開示されている。
さて第５図を参照して、運転中、一つの標的２
１が本発明による輻射検出器６とＸ線源２３およ
びそれに関連するチヨツパ２５との間に置かれ
る。そのＸ線源２３はフアンビームの輻射を発生
し、そのチヨツパ２５はそのフアンビームを遮ぎ
るように回転し、その際Ｘ線のペンシルビーム２
６を発生させる。このペンシルビーム２６は標的
２１に関して横切る方向に動き、標的２１の横断
面を走査する。ビームが横切る方向に動くとき標
的を通して送られる輻射はシンチレーシヨン結晶
体３の前端面に導かれ、送られた輻射の強度が第
２図の検出器について述べたやり方で関連する光
ダイオードアレイ５の光ダイオード素子によつて
測定される。光ダイオードアレイの電気信号は走
査され、その表示が技術的に公知のやり方で蓄積
されかつ表示される。
第５図の輻射検出器６のシンチレーシヨン結晶
体３と関連する光ダイオードアレイ５は静止して
おり、一方ビームは横方向に走査している。それ
故検出器６の長さに沿う連続した区域は標的２１
を通つて送られてくる輻射を受けることを理解す
べきである。標的２１を横切るビーム２６の各横
方向の線走査の後、検出器６とそのビKgムは横方
向の走査方向に直角な方向にある場合距離だけ前
方に動かされ、そのビームは標的の新しい線走査
を行う。このようにして標的の連続する線または
断面積が走査され、それに引続く線走査が技術的
に知られたやり方で合成され、標的の走査された
部分の放射線写真像がつくられる。
第６図は標的２１を横切つて走査するため輻射
のフアンビーム源２２を用いる輻射エネルギー映
像装置を示す。運転中、高エネルギーのフアンビ
ームが技術的に知られたやり方で発生され、標的
２１の一横断面を通り抜け高解像度検出器６の前
端面を照射するように向けられる。第６図の装置
に対しては標的２１の全部の線または断面積が一
時に照射され、それに対応する送られてきた輻射
が高解像度検出器６のシンチレーシヨン結晶体３
の全長を照射する。結晶体３の長さに沿つて適当
な位置におかれた光ダイオードアレイ５によつて
発生される、それに対応する電気信号が走査さ
れ、蓄積され、望むなら表示される。
このフアンビームは急速に動かされ、輻射検出
器２０とフアンビーム輻射源６とをしつかりと保
持する支持部２７を動かすことによつて標的２１
の全長を走査する。勿論、そのフアンビームが標
的２１の長さに沿つて走査するとき、輻射検出器
６の光ダイオードアレイは連続的に走査され、標
的２１の連続する線または横断面に対し輻射の吸
収を与える。前述のように、そのような方法でつ
くられた放射線写真像は、スクリーンフイルムで
つくられた放射線写真の少くとも外ならぬ同じ解
像度を与えるべきである。しかし、そのシンチレ
ーシヨン結晶体３は、スクリーンフイルムよりＸ
線検出においてずつと能率がよいので、電子的に
つくられた放射線写真をもつと低いＸ線露光レベ
ルで得ることができる。
シリコン光ダイオードアレイが本発明の好まし
い実施態様における光検出器として使用されると
しても、他の光検出手段も、そのような検出手段
が十分小さい輻射測定区域をもつ限り、本発明の
精神から離れることなく使用できることを理解す
べきである。更に、たとえそのシンチレーシヨン
結晶体と光ダイオードアレイとの寸法の長さが本
発明の好ましい実施態様に対し与えられるとして
も、他の寸法のものが本発明の精神から離れるこ
となく用いることができることを察知すべきであ
る。また、本発明によれば、多数のシンチレーシ
ヨン結晶体とそれに関連する光ダイオードアレイ
を積み重ねることができ、増大した巾の照射され
る区域にわたり輻射を同時に測定するための高解
像度検出器のアレイを提供することができること
を理解すべきである。
もしそのような映像装置が本発明の検出器と組
合せて用いられると、標的２１の非常に高解像度
の放射線写真像を得ることができる。なお特に、
そのような映像装置は１ミリメートル当り少くと
も５つのラインペアーの線の解像度をもつ放射線
写真像をつくるであろう。たとえ本発明による映
像システムが、スクリーンフイルムシステムで同
等の像をつくるのに必要とするレベルによりずつ
と低い露光レベルで高解像度の放射線写真像を提
供するとしても、そのような解像度はスクリーン
フイルム用に現在手に入る解像度と同等のもので
ある。更に、そのような高解像度電子映像システ
ムはデシタルデータを提供するという付加的利点
をもつており、そのデータは能率よく蓄積され、
解析されまた電子手段により表示される。
このようにして本発明は、その精神から、すな
わち根本的特性から逸脱することなく他の特別な
形に具体化できる。それ故、本実施態様はすべて
の点で説明のためのものであり拘束されるもので
はないと考えるべきであつて、本発明の範囲はこ
れまでの記述によるよりむしろ特許請求事項によ
り示されるものであり、それ故この特許請求事項
と同等物の意味と範囲との中に入るすべての変更
をこの中に包含するつもりである。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明によるシンチレーシヨン結晶
体と、関連する光ダイオードアレイの斜視図を示
す。第２図は、本発明によるシンチレーシヨン結
晶体と多数の光ダイオードアレイの斜視図を示
す。第３図はそのシンチレーシヨン結晶体の放射
面とそれに関係のある光ダイオードアレイとを接
続するために光フアイバを利用する本発明の一代
替実施態様の斜視図である。第４図は、螢光オプ
テイカルフアイバを利用する本発明の一代替実施
態様の斜視図を示す。第５図は、本発明によるペ
ンシルビーム映像システムの斜視図を示す。第６
図は、本発明によるフアンビーム映像システムの
斜視図を示す。 ３…シンチレーシヨン結晶体、５…発光ダイオ
ードアレイ、７…光ダイオード、１０…結合グリ
ース、２０…螢光オプテイカルフアイバ、２１…
標的、２３…Ｘ線源、２５…チヨツパ、２６…Ｘ
線ビーム。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 入射される１次輻射の強度を表わす電気信号
    を発生させる高分解能輻射検出器であつて、 前記１次輻射を受け、対応する２次輻射を発生
    させるため入射される前記１次輻射を受けるため
    の帯状に細長い平面の前面と、その前面と対向し
    た背面と、前記前面の長側縁から前記１次輻射の
    入射方向とほぼ平行にかつ互に平行に延び前記背
    面の長側縁に達する前記２次輻射の少くとも一部
    を出射するための上面及び底面とを有する一枚の
    一体に連続した板状のシンチレーシヨン結晶体
    と、 前記上面及び底面の少くとも一方の面内におい
    て前記前面の長さ方向に所定の間隔で並んだ領域
    から出射された前記２次輻射を受けそれぞれその
    強度に対応する電気信号を発生する複数の輻射検
    出素子を含む検出手段と、 前記上面及び底面の少くとも一方と前記検出手
    段の間に設けられ、前記領域のそれぞれと前記輻
    射検出素子の対応するものを光学的に結合するた
    めの結合手段、 とを含む高分解能輻射検出器。 ２ 前記検出手段は前記複数の輻射検出素子のア
    レイから成る少くとも一つの固体検出器を含む特
    許請求の範囲第１項記載の高分解能輻射検出器。 ３ 前記検出手段は前記シンチレーシヨン結晶体
    の前記上面側に間隔をおいて前記前面の長さ方向
    に配列された複数の第１の固体検出器と、前記シ
    ンチレーシヨン結晶体の底面側において前記第１
    の固体検出器の配列間隔と対向して、かつその第
    １の固体検出器の端部と対向する複数の第２の固
    体検出器とを有し、複数の前記第１及び第２の固
    体検出器のそれぞれは前記複数の輻射検出素子の
    アレイを有する特許請求の範囲第１項記載の高分
    解能輻射検出器。 ４ 前記複数の輻射検出素子のそれぞれは光ダイ
    オードである特許請求の範囲第２項又は第３項記
    載の高分解能輻射検出器。 ５ 各前記光ダイオードは前記シンチレーシヨン
    結晶体の前記前面の側縁から前記背面の側縁に向
    つて延びる細長い形状を有している特許請求の範
    囲第４項記載の高分解能輻射検出器。 ６ 前記結合手段は前記固体検出器のそれぞれと
    前記シンチレーシヨン結晶体の前記上面及び底面
    の対応するものとの間に設けられた結合グリース
    を含む特許請求の範囲第２項又は第３項記載の高
    分解能輻射検出器。 ７ 前記結合手段は前記固体検出器のそれぞれと
    前記シンチレーシヨン結晶体の前記上面及び底面
    の対応するものとの間に設けられた光フアイバを
    含む特許請求の範囲第２項又は第３項記載の高分
    解能輻射検出器。 ８ 前記結合手段は前記光フアイバの前記固体検
    出器と反対側の端面と前記シンチレーシヨン結晶
    体の前記上面及び底面の対応するものとの間に設
    けられた結合グリースを含む特許請求の範囲第７
    項記載の高分解能輻射検出器。 ９ 前記結合グリースは前記シンチレーシヨン結
    晶体の屈析率より小さい屈析率を有する特許請求
    の範囲第８項記載の高分解能輻射検出器。 １０ 前記結合グリースは前記シンチレーシヨン
    結晶体の屈析率より小さい屈析率を有する特許請
    求の範囲第６項記載の高分解能輻射検出器。 １１ 前記シンチレーシヨン結晶体の前記前面と
    背面の間の寸法は前記上面と底面の間の寸法より
    大きい特許請求の範囲第１項記載の高分解能輻射
    検出器。
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