JPH0318786A - 放射線検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、Ｘ線等の放射線を検出する放射線検出装置に
関し、特に数１０μ一程度の微細構造を有する電子部品
等の被検体を拡大して透視する際に用いられる放射線検
出装置に関する。

（従来の技術） 従来の放射線検出装置の一例を第９図に示す。

第９図は、従来のＸ線ビジコン（ブランビコン）チュー
ブ１０１を示す。このＸ線ビジコンチューブ１０１は通
常のビジコンチューブが硫化アンチモン（Ｓｂ２Ｓ３　
）をターゲット材として用いているのに対して一酸化鉛
（Ｐｂ　Ｏ）を用いると共に、フェースプレート１０３
の材質をＸ線吸収量が小であるベリリウム（Ｂｅ　）板
としたものである。

この従来のＸ線用ビジコンチューブ１０１は、円筒状の
ガラス管の前面のフェースプレート１０３の裏面側に図
示しない透明導電膜を被膜形威し、さらにこの透明導電
膜の上側に光導電材料である一酸化鉛を被膜してターゲ
ットを形威している。

また、この透明導電膜の外周には、当該透明導電膜から
信号電流を取り出すための信号電極１０５が巻回される
。さらにガラス管の内部には図示しないカソード、ヒー
タ等からなる電子銃が内装され、該ガラス管の外側には
偏向用等の複数のコイルが配置される。

一方、放射線の検出にこのＸ線用ビジコンチュブ１０１
を用いない方法も検討されている。例えば、 ＳＰＩＥ，Ｖｏｌ．４８６，Ｐ１４１　〜Ｐ１４５１９
８４年， Ｍｅｄｉｃａｌ　　Ｉ　ｍａｇｉｎｇ　　ａｎｄ　　Ｉ
　ｎｓｔｒｕｍｏｎｔａｔｉｏｎＸ　−　Ｒ　Ａ　Ｙ　
　ｉｍａｇｉｎｇ　　ｗｉｔｈ　　ｔｗｏ　−ｄｉｍｅ
ｎｔｉｏｎａｌ ｃｈａｒｇｅ　−　ｃｏｕｐｌｅｄ　　ｄｅｖｉｃｅ　
　（　Ｃ　Ｃ　Ｄ　）　ａｒｒａｙｓに記載されるＸ線
イメージングデバイス２０１は、第１０図に示すように
、ＣＣＤエリアセンサ２０３のセンサ而にシンチレーシ
ョンファイバープレト２０５を載置して構成される。こ
のＸ線イメージングデバイス２０１は、前記Ｘ線ビジコ
ンチューブ１０１による場合と同等の成果か得られ、ま
た感度の向上も期待できる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述した従来のＸ線用ビジコンチューブ
１０１で用いられるベリリウムは、粉塵を吸入すると人
体に対し猛毒であるため、その取扱いには注意を必要と
した。またターゲットに一酸化鉛を用いることで（以下
、このターゲット材に一酸化鉛を用いたターゲットを単
にＰｂＯタゲットという）、面欠陥の少ないターゲット
を製作することが困難となるため分留りが悪くなり、そ
のため価格の上昇を招来するものであった。

一方、Ｘ線の捕捉効率はＰｂＯターゲットの膜厚によっ
て決定されるが、Ｘ線の捕捉効率を高めるために膜厚を
厚くすると而欠陥の発生確率が上がり保留りをさらに悪
化させるため、所定以上の厚さにすることは好ましくな
い。そのため、このような従来のＸ線川ビジコンチュー
ブ１０１は、Ｘ線に対する感度を高めることか困難で、
かつ高価なものとなっている。

また、このような従来のＸ線用ビジコンチュブ１０１を
検査装置に組み込む場合、このＸ線ビジコンチューブ１
０１の感度の不足を補う必要から、対向して配置される
Ｘ線管のＸ線焦点と当該Ｘ線用ビジコンチューブ１０１
のセンサ而，すなわちターゲット面との間の距離（以下
、単にＦＳＤと略記する）を小さくすると共に、前記Ｘ
線管の放射Ｘ線量を増大するようにしていた。

しかしながら放射Ｘ線量を増大させるために、第１１図
（Ａ）に示すＸ線管の陽極体に形成される焦点１０７ａ
　　（ＦＯＣＵＳ）が第１１図（Ｂ）に示す焦点１０７
ｂのように大きなものとされることから、前記センサ面
１０９に披検体１１１による半影１１３ｂが生じて画像
にボケが発生するところとなる。この半影１１３ｂが前
記ＦＳＤｂを小さくすることによって、さらに増大して
画像品質を劣化させ、また検査し得る被検体１１１の大
きさに制限を加える等の問題が生じた。

また、この半影１１３ｂを小径化するために第１１図（
Ｃ）に示すように前記ＦＳＤｂを長くすることは（ＦＳ
Ｄｃ＞ＦＳＤｂ）　、感度の低下及び検査装置の大型化
等の問題に回帰するに過ぎず、何ら上記問題を解決する
ものとはならない。

一方、Ｘ線イメージングデバイス２０１を用いる場合、
ＣＣＤエリアセンサ２０３の画素配置が固定されること
から、前記Ｘ線用ビジコンチュブ１０１で可能な電子ズ
ーミングを行うことができない。

また、シンチレーションファイバプレート２０５とＣＣ
Ｄエリアセンサ２０３をそれぞれ構或するシンチレーシ
ョンファイバとフォトダイオードアレイの接合而は、直
接的に接合することが必要とされるが、この接合には高
度な接合技術が要求され容易ではない等の問題を有して
いる。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものでその目的と
しては、Ｘ線等の放射線に対する感度及び空間分解能に
優れ、かつ被検体を拡大して透硯する際に必要とされる
電子ズーミングを可能とする放射線検出装置を提供する
ことにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明の放射線検出装置は、
入射する放射線の放射線量に応じた光量の光に変換する
変換手段と、この変換手段で光に変換された光を所定の
方向へ導く導光手段と、この導光手段と密着して配設さ
れ当該導光手段を介して入射する光の光量に応じた電気
信号を出力する光導電形撮像管とを有して構成した。

（作用） 本発明における放射線検出装置においては、例えば被検
体等を透過して変換手段に入射した放射線は、当該変換
手段において放射線量に応した光量の光に変換される。

この変換手段で変換され発生した光は、導光手段によっ
て散乱することなく、この導光手段と密着して配設され
る光導電形撮像管に導かれ、この光導電形撮像管におい
て前記光量に応じた電気信号として出力される。

（実施例） 以下、本発明を図面を用いて詳細に説明する。

第１図は本発明の放射線検出装置に係る一実施例を示す
図である。

本実施例の放射線検出装置は光導電形撮像管であるビジ
コンチューブ１と、光をビジコンチュブ１へ導く導光手
段であるファイバプレート３と、入射するＸ線を光へ変
換する変換手段であるシンチレータプレート５によって
構成される。

また、前記ビジコンチューブ１は、円筒状のガラス管の
一側に内装される電子銃１１と、他側の端部を蔽うフェ
ースプレート１３と、このフェースプレート１３の内側
面に被膜される透明導電膜１５及び光導電膜であるター
ゲット１７と、この透明導電膜１５に正電位を印加して
ターゲッｈｌ７から得られる信号電流を外部へ取り出す
信号電極１９と、前記電子銃１１から射出される電子ビ
ームを集束すると共に偏向してターゲット１７の内側面
の所定の領域を走査する集束・偏向コイル２１等によっ
て４ｌＩ！威される。

ファイバプレート３は、第２図の部分拡大図に示すよう
に多数の短軸状の光ファイバの軸方向を一方向に揃えて
、かつ密接して板状に形成したものである。この光アア
イバはコア部３ａとクラッド部３ｂとを有し、その形態
は任意のものを用いることができる。

また、シンチレータプレート５の板厚は、入射するＸ線
量によって適宜変更することができる。

すなわちＸ，線の透過の良い被検体を対象とする場合に
は、第３図（Ａ）に示すように板厚の薄いシンチレータ
プレート５を用いるようにすることで、Ｘ線の入射によ
って発生した光の散乱が少なく、ボケの少ない、空間分
角ｑ能に優れた透視画像を得ることができる。一方、第
３図（Ｂ）に示すようにＸ線の透過の悪い被検体を対象
とする場合には、人対するＸ線も少ないのでＸ線感度を
上げるため板厚の厚いシンチレータプレート５を用いる
。この場合、光の散乱量が増加するため、ボケの多い、
空間分８’ｌ能の悪い透視画像となるが、一般的にＸ線
の透過の悪い被検体は空間分解能に対する要求レベルが
低いので特に問題とはならない。

またシンチレータプレート５の前面には、Ｘ線を選択的
に透過すると共に光を反射する反射膜が塗布され、シン
チレータプレート５．ファイバプレート３及びフェース
プレート１３の側面にはＸ線、光等の電磁波を反射する
反射膜が塗布される。

次に電子ズーミングについて第４図を参照して説明する
。この電子ズーミングは電子銃１１から射出された電子
ビームの偏向量を前記集束・偏向コイル２１によって変
化させて、電子ビームが走査するターゲット１７の面積
を変更するものである。例えば、通常エリアＢを走査し
ているものとすると、エリアＡを走査するように走査面
積を拡大すると、この走査によって得られる透視画像を
ＣＲＴ画面４３ａで目視するときにはエリアＢの透視画
像より画像領域が拡大されて、すなわち被検体が縮小さ
れ・て表示されることになる。また、反対にエリアＣを
走査するように走査面積を縮小すると、この走査によっ
て得られる透視画像は、画像領域が縮小されて、すなわ
ち被検体が拡大されて表示される。従って、この電子ズ
ーミングを用いると機構的に動作させることなく、被検
体の細部を拡大して、あるいは縮小して被検体の全体像
を観察することができるようになる。

次に、本発明に係るＸ線検査システム３ｏについて第５
図を参照して説明する。

Ｘ線遮蔽箱３１は、内部からのＸ線の漏洩を防止すると
共に外部からの光等の内部への侵入を遮蔽する。このＸ
線遮蔽箱３１の内部には、図示しない被検体を載置する
載置台３３と、この載置台３３の所定位置に載置される
被検体にＸ線を照射するＸ線管３５と、この被検体を透
過したＸ線を検出するＸ線撮像部３７が内装される。ま
たこのＸ線撮像部３７には、放射線検出装置が内蔵され
る。

コントロールユニット３つは、前記Ｘ線撮像部３７と接
続されて、該Ｘ線撮像部３７の動作等の制御を行うカメ
ラコントローラ３９ａと、放射線検出装置による電子ズ
ームの制御を行う電子ズムコントローラ３９ｂとを備え
ている。

画像処理ユニット４１は、接続されるコントロールユニ
ット３９を介して人力される透視画像に各種補正等の画
像処理を施してＣＲＴ４３へ出力して、ＣＲＴ画面４３
ａへ表示させる。

次に他の実施例について第６図を参照して説明する。尚
、本実施例では、ビジコンチューブ１の構或については
第１図に示したと同様であり、同一番号を付して詳細な
説明を省略する。

本実施例においては、前記ビジコンチューブ１のフェー
スプレート１３前面に変換手段及び導光手段としてのシ
ンチレーヨンファイバプレート７を密着して固設してな
る。

また、このシンチレーションファイバプレート７は、多
数の短軸状のシンチレーションファイバの軸方向を一方
向に揃えて、かつ密接して板状に形威したものであって
、このシンチレーションファイバのコア部またはコア部
とクラッド部とを透明で放１・１線捕捉効率に優れた、
例えばＴｂ２ｏ３ドーブ等によって形成されるシンチレ
ー夕によって構成する。

このシンチレーションファイ／くについては、Ｉ　Ｅ　
Ｅ　Ｅ　　Ｔ　ｒａｎｓａｃｔｌｏｎ　　ｏｎ　　Ｎ　
ｕｃｌｅａｒＳ　ｃｌｅｎｃｅ， Ｖｏｌ，ＮＳ−３０，Ｎｏ．１，Ｆｅｂ．１９８３年 Ａ　　Ｓｃｊｎｔｉｌｌａｔｌｎｇ　　Ｇｌａｓｓ，　
　Ｆｉｂｅｒ−ｏｐｔｉｃｐｌａｔｅ　　　ｉｌｌａｇ
ｉｎｇ　　　ｓｙｓｔｅｍ　　ｒｏｒ　　　ａｃｔｉｖ
ｅ　　ｔａｒｇｅｔ　　ａｎｄ　　　ｔｒａｅｋｌｎｇ
　　ａｐｐ＋ｔｃａｔｔｏｎｓ．−ｉｎ　　ｈｉｇｈ　
　ｅｎｅｒｇｙ　　ｐｈｙｓｉｃｓ　　　ｅｘｐｅｒｉ
ｍｅｎｔｓに詳しい。

このように構成することによって第１図に示す実施例と
比較して接合面が一箇所減るので接合而における反射に
よる損失を減少することができると共に、ファイバプレ
ート３とシンチレータ５との接合工程を省略することが
できる等の利点がある。

尚、シンチレーションファイバプレート７の前面にはＸ
線を還択的に透過すると共に光を反射する反射膜が塗布
され、またシンチレーションファイバプレート７及びフ
ェースプレート］−３の側面にはＸ線、光等の電磁波を
反射する反射膜が塗布されて、効率の向上が計られてい
る。

尚、上述したファイバプレート３及びシンチレーション
ファイバプレート７でそれぞれ用いられる光ファイバ及
びシンチレーションファイバの形状を、軸方向に同一径
としたが、本発明はこれに限定されることなく、例えば
第７図及び第８図に示すようなテーバファイバを用いて
も良い。

すなわち第７図は第１図に対応するものであって、シン
チレータプレート５とフェースプレート１３との間に配
設されるファイバプレート３ａを構成する光ファイバの
形状を、該光ファイバの軸方向一側端の口径を他側端の
口径より大あるいは小となるように形成するものであっ
て、コア部の口径も光ファイバの口径の変更に比例して
大あるいは小となる。さらに第７図（Ａ）は、光ファイ
バの口径をフェースプレート１３側で小となるように構
成したものであって視野の拡大に用い，第７図（Ｂ）は
、同フェースプレート１３側で大となるよう構成したも
のであって空間分解能の向上に寄与するものである。

また、同様に第８図は第６図に対応するものであって、
フェースプレート１３前面に配設されるシンチレーショ
ンファイバプレート７を構成するシンチレーションファ
イバの一側の口径を他側より大あるいは小とするもので
ある。前記第７図で示すと同様に、第８図（Ａ）はシン
チレーションファイバの口径をフェースプレート１３側
で小となるように構成して視野の拡大用として、第８図
（Ｂ）は同フェースプレート１３側で大となるように構
威して空間分解能の向上用としてそれぞれ効果を奏する
。

上述してきたように、本実施例によればＸ線に対する感
度を高めることができたので、その分ＦＳＤを大きくと
ることができる。

従って ＳＳＤ ボケ量一　　　　　　　　×（焦点の大きさ）ＦＳＤ−
ＳＳＤ 但し、ＳＳＤ：被検体とセンサ面との距離からも明らか
なように、ボケｆｆｉ（半影径）のＸ線管焦点の大きさ
による影響を小さくすることができ、またより大きな被
検体に対する検査も可能となる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の放射線検出装置は光導電
形撮像管に変換手段と導光手段とを密着して設けるよう
にしたので、高感度でかつ空間分解能に優れ、さらには
光導電形撮像管による電子ズーミングも可能となる等の
効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る放射線検出装置の構成を示す一部
切欠断面図、第２図は第１図で使用されるファイバプレ
ートの構戊を示す斜視図、第３図はシンチレータプレー
トの板厚と空間分解能との関係を説明する図、第４図は
電子ズーミングを説明する図、第５図は本発明の放射線
検出装置を用いたＸ線検査システムの構戊を示す図、第
６図は他の実施例の構成を示す一部切欠断面図、第７図
、第８図はテーバファイバの使用例を示す図、第９図は
従来のビジコンチューブの外観を示す斜視図、第１０図
は従来のＸ線イメージングデバイスの構或を示す斜視図
、第１１図はＦＳＤと半影との関係を示す図である。 １・・・ビジコンチューブ ３・・・ファイバプレート ５・・・シンチレータプレート

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 入射する放射線の放射線量に応じた光量の光に変換する
   変換手段と、 この変換手段で光に変換された光を所定の方向へ導く導
   光手段と、 この導光手段と密着して配設され当該導光手段を介して
   入射する光の光量に応じた電気信号を出力する光導電形
   撮像管と を有することを特徴とする放射線検出装置。