JPH06314548A

JPH06314548A - Ｘ線イメージ管

Info

Publication number: JPH06314548A
Application number: JP10469193A
Authority: JP
Inventors: Tetsuro Endo; 哲朗遠藤; Michihiro Ito; 通浩伊藤
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK
Priority date: 1993-04-30
Filing date: 1993-04-30
Publication date: 1994-11-08
Anticipated expiration: 2013-09-17
Also published as: JP2798867B2

Abstract

(57)【要約】【目的】解像度を向上させる。【構成】本発明のＸ線イメージ管は、蛍光体層及び光
電変換層で構成されＸ線像に応じた光電子に生成する入
力面と、光電子を電子光学的に偏向する電子レンズ系
と、偏向された光電子を光学像に変換する蛍光面とをそ
の内部が真空にされた外囲器内に有し、Ｘ線像を光学像
に変換するＸ線イメージ管において、入力面は、外囲器
のＸ線像の入力窓の内側に薄膜状に直接形成され、外囲
器の入力窓の部分は、２以上の曲率半径の曲面にてベリ
リウムで形成されていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、Ｘ線像を光学像に変換
するＸ線イメージ管に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、Ｘ線イメージ管（Ｘ線イメージ
インテンシファイアーなど）は、図４に示すように、真
空外囲器１１０内に入力窓１２０，入力面１３０，集束
電極１４０，陽極１５０，および出力蛍光面１６０等を
備え（同図（ａ））、入力面１３０は入力基板１３０ａ
上に入力蛍光面１３０ｂおよび光電変換面１３０ｃが形
成された構造（同図（ｂ））を持つ。真空外囲器１１０
のガラス窓から入射された像は入力面１３０で電子ビー
ムに変換され、集束電極１４０等による電子レンズ系に
よって加速集束され出力蛍光面１６０に衝突し可視光像
に変換される。

【０００３】ところで、一般的に、前述した入力窓と入
力基板が金属材料例えばアルミニウムで構成されている
ので、例えば医療用などのＸ線（７０ｋＶｐ以上）には
適しているが軟Ｘ線，低エネルギーγ線の場合には入力
窓と入力基板での透過特性が悪くなり十分な画像情報が
得られないという問題がある。

【０００４】これを解決するために、「実開平１−１７
６３５６」には、ガラスに代ってより軟Ｘ線の透過性が
よいベリリウムで入力面１３０を構成し、軟Ｘ線用のイ
メージインテンシファイアとし得る旨の示唆がある。ま
た、「実公平１−２５４１２」「特開平３−２８３２４
２」にあるように、炭素繊維を含む複号材料で構成し、
軟Ｘ線用としたものもある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】Ｘ線イメージ管は、医
療用、軟Ｘ線工業用非破壊検査などに用いられ、人間の
目では見ることのできないものを視覚化して観察できる
ようにしたものである。したがって、Ｘ線イメージ管で
得られる可視光像はより解像度が高いものが望ましい。
しかし、入力窓の部分を上記材料を用いれば、軟Ｘ線に
感度を持たせ得るであろうが、必ずしも良い解像度を得
られるとは限らない。特に、イメージインテンシファイ
ア内部にマイクロチャンネルプレートを設けると、分解
能や画質の面で限界がある。

【０００６】そこで、本発明は、より解像度の良いＸ線
イメージ管を提供することをその目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のＸ線イメージ管は、蛍光体層及び光電変換
層で構成されＸ線像に応じた光電子に生成する入力面
と、光電子を電子光学的に偏向する電子レンズ系と、偏
向された光電子を光学像に変換する蛍光面とをその内部
が真空にされた外囲器内に有し、Ｘ線像を光学像に変換
するＸ線イメージ管において、入力面は、外囲器のＸ線
像の入力窓の内側に薄膜状に直接形成され、外囲器の入
力窓の部分は、２以上の曲率半径の曲面にてベリリウム
で形成されていることを特徴とする。

【０００８】また、入力面の表面には、細かい凸凹が形
成されていることを特徴としても良い。

【０００９】具体的には、入力面が６インチの有効径な
らば、入力面が形成された部分の曲面は、その中心軸上
の点を中心として誤差±５％で１６０．５ｍｍ及び１０
０ｍｍの曲率半径で形成されていることを特徴としても
良い。或いは、入力面が９インチの有効径ならば、入力
面が形成された部分の曲面は、その中心軸上の点を中心
として誤差±５％で１７４．５ｍｍ、２４９．５ｍｍ及
び１５４．５ｍｍの曲率半径で形成されているのがのぞ
ましい。

【００１０】蛍光面は、外囲器の出力窓の内面に直接形
成されていることを特徴としても良い。

【００１１】

【作用】本発明のＸ線イメージ管では、入力面へのＸ線
像により蛍光体層で蛍光を発し、これが光電変換層の光
電変換で光電子となって入力面から飛び出す。この光電
子は電子レンズ系で偏向され、電子光学的に蛍光面にＸ
線像に対応した電子像を結像する。この電子像が蛍光面
の蛍光体により光学像に変換されることによって、Ｘ線
像を変換した光学像がえられる。ここで、入力面が外囲
器の入力窓の内側に薄膜状に直接形成され、入力窓の部
分がベリリウムで形成されていることから、入射したＸ
線の減衰が少なく、入力面で光電子に変換される効率が
高くなるので、蛍光体層を薄く形成することができ、微
細にＸ線像−電子像の変換をなし得るようになる。入力
面の表面に細かい凸凹が形成されている場合は、より変
換効率が良くなる。

【００１２】また、入力面が形成された部分が２以上の
曲率半径の曲面にて形成されていることから、最適な電
子軌道をとることができるので、光電子による電子像の
解像度の低下が抑えられ、良好な電子像を蛍光面に結像
させることができる。そのため、解像度の高い良好な光
学像を得ることができる。

【００１３】具体的な例として、入力面の有効径が上記
値であれば、上記曲率半径の曲面で形成されていれば良
い。また、この形状等をとることによって、外囲器の内
外の圧力差で入力面が変形するのも抑えられる。また、
蛍光面が外囲器の出力側の内面に直接形成されている場
合は、より簡素な構成の上記Ｘ線イメージ管を得ること
ができる。

【００１４】

【実施例】本発明の実施例を図面を参照して説明する。
図１は、本発明のＸ線イメージ管の構成を示したもので
ある。このＸ線イメージ管は、真空外囲器１１０内に入
力面１３０、収束電極Ｇ₁，Ｇ₂，Ｇ₃、陽極１５０、
および出力蛍光面１６０を有し、軸対称の構造となって
いる。

【００１５】真空外囲器１１０は、ガラス製の外枠１１
０ａ，入力窓１１０ｂ，出力窓１１０ｃで構成される。
真空外囲器１１０の出力側をなす出力窓の面板１１０ｃ
内面には、蛍光面１６０が直接形成されている。これに
よって構成を簡素化している。また、収束電極Ｇ₁がバ
ルブ内壁に金属を蒸着して形成されている。

【００１６】入力窓１１０ｂは、軽金属（ベリリウム）
で構成され、その内面には、入力面１３０が形成されて
いる。この入力面１３０は、蛍光体の層１３０ｂおよび
光電変換の層１３０ｃで形成される。入力窓１１０ｂ
は、２以上の曲率半径を持つ球面をなし、電子軌道が最
適になるような球面形状としている。また、入力窓１１
０ｂは、その内面が細かな凹凸形状となっており、これ
によって蛍光体層１３０ｂの入力蛍光体の初期の結晶性
が良好なものになり、蛍光体層１３０ｂの厚さを薄くし
ている。とくに、軟Ｘ線，低エネルギーγ線の検出の場
合、従来の医療用などの硬Ｘ線の検出に比べ、蛍光体層
１３０ｂの厚さを薄くすることができ、より高分解能が
実現できるようになる。

【００１７】収束電極Ｇ₁，Ｇ₂，Ｇ₃陽極１５０は、
高電圧が印加されており、この高電圧によって電位分布
（電界強度分布）が形成される。また、光電変換の層１
３０ｃ（カソードＫ）、出力蛍光面１６０にも電圧がか
けられ、こうして入力窓１１０ｂ，出力窓１１０ｃの間
で電子レンズ系を構成する。

【００１８】図２は、入力面１３０の有効径を６インチ
（φ＝１５３mm（範囲１４５〜１６１））とした場合の
具体的形状を示したものであり、±５％の寸法誤差とな
っている。単位をｍｍとすれば、Ｌ＝２３１．５（範囲
２２０〜２４３），Ｒ１＝１６０．５（範囲１５２〜１
６９），Ｒ２＝１００（範囲９５〜１０５），ｔ＝１．
０（範囲０．５〜１．５），ｌ₁＝１４３．５（範囲１
３６〜１５１）、ｌ₂＝１７２．０（範囲１６３〜１８
１）、ｌ₃＝２０９（範囲１９８〜２２０）の設定値
（括弧内は範囲）としている。またカソードＫを基準電
圧０Ｖとすると、集束電極Ｇ₁には１７０〜２５０Ｖ、
Ｇ₂には５５０〜７５０Ｖ、Ｇ₃には２〜３ｋＶ、陽極
（アノード）１５０には２５〜３０ｋＶ、出力蛍光面１
６０には２５〜３０ｋＶの電圧を与える。

【００１９】入力窓１１０ｂへのＸ線が入射し、入力窓
１１０ｂを透過して入力面１３０に達すると、このＸ線
により入力面１３０の蛍光体層１３０ｂが蛍光を発し、
これが光電変換層１３０ｃで光電変換され、光電子とな
って飛び出す。すなわち入力窓１１０ｂでＸ線像に対応
した光電子の像になる。

【００２０】ここで、入力窓１１０ｂをベリリウムで構
成していることから、軟Ｘ線，低エネルギーγ線が透過
しやすくなっており、入力面１３０での検出がしやすい
ものになっている。また、従来の入力窓・入力基板の２
枚タイプ（図４）に比べると、入力基板がなく、入力窓
１１０ｂの内面に蛍光体層１３０ｂおよび光電変換層１
３０ｃを形成しているので、より透過特性が良くなって
いる。さらに、蛍光体層１３０ｂの厚さを薄くしている
ことから、１つのＸ線光子によって蛍光が生じる範囲が
小さくなるため、画素が細かく、入力面１３０で得られ
る光電子の像の解像度は非常に高いものになる。

【００２１】そして、入力面１３０からの光電子は、電
子レンズ系で収束され、蛍光面１６０に光電子による電
子像を結像する。

【００２２】ここで、電子レンズ系の電界は、入力面１
３０及び蛍光面１６０において必ずしも均等なものでな
く、電子レンズ系の光軸からの距離に応じて異なったも
のになっている。しかし、入力窓１１０ｂは所定の２以
上の曲率半径を持つ球面をなしていることから、入力面
１３０と蛍光面１６０とを横切る電気力線の位置を対応
させることができるようになる。すなわち、蛍光面１６
０のＸ線像と蛍光面１６０の電子像とを対応させた最適
な電子軌道をとることができるようになる。そのため、
入力面１３０で得られる光電子の像の解像度の低下を抑
えて蛍光面１６０に光電子による電子像が結像される。
これが、蛍光面１６０の蛍光体により光学像に変換さ
れ、解像度の高い可視光像が得られる。

【００２３】ここで、図４のように、出力蛍光体層を形
成したガラス面板を真空外囲器内に納めて出力面を構成
した場合と比較して、面板１１０ｃの内面に出力面１６
０である出力蛍光体層を直接形成する構造としているの
で、より高分解能なものになっている。図２の形状にす
れば、従来４６ライン／ｃｍであったのが、６０ライン
／ｃｍの解像度に大幅に向上した。また、この形状をと
ることで、入手しやすい１ｍｍ厚のベリリウムを用いる
ことができ、高温では展性，延性に富むが、常温では脆
い点をカバーし、圧力差による変形が抑え得る。

【００２４】こうして、従来のものよりも解像度が高い
Ｘ線像を変換した光学像がえられる。特に、軟Ｘ線、低
エネルギーγ線の検出が高分解能で可能であり、従来医
療用として使われている像増強管に比べて分解能を向上
させたものになっているので、乳ガン検診の軟Ｘ線（２
０ｋＶｐ〜５０ｋＶｐ、およそ２０ｋｅＶ弱）の像の検
出や、プラスチック，紙，センイなどの工業用非破壊検
査の際の軟Ｘ線（数ｋｅＶ〜）の像の検出、ＳＯＲ光に
よるＸ線回折（数ｋｅＶ〜２０ｋｅＶ）の像の検出に用
いるのに好適である。

【００２５】図３は、入力面１３０の有効径を９インチ
（φ＝２４０．５mm（範囲２２８〜２５３）とした場合
の具体的形状を示したものであり、±５％の寸法誤差と
なっている。単位をｍｍとすれば、Ｌ＝３１２（範囲２
９６〜３２８），Ｒ１＝１７４．５（範囲１６６〜１８
３），Ｒ２＝２４９．５（範囲２３７〜２６２），Ｒ３
＝１５４．５（範囲１４７〜１６２），ｔ＝１．０（範
囲０．５〜１．５），ｌ₁＝１４９（範囲１４１〜１５
７）、ｌ₂＝２２３（範囲２１１〜２３５）、ｌ₃＝２
７５．５（範囲２６１〜２９０）の設定値（括弧内は範
囲）としている。またカソードＫを基準電圧０Ｖとする
と、集束電極Ｇ₁には２００〜３００Ｖ、Ｇ₂には５０
０〜７００Ｖ、Ｇ₃には３〜４ｋＶ、陽極１５０には２
５〜３５ｋＶ、出力蛍光面１６０には２５〜３０ｋＶの
電圧を与える。

【００２６】

【発明の効果】以上の通り本発明のＸ線イメージ管によ
れば、入力面が外囲器の内側に薄膜状に直接形成され、
外囲器の入力面が形成された部分が２以上の曲率半径の
曲面にてベリリウムで形成されていることにより、入力
面の蛍光体層を薄く形成でき、最適な電子軌道をとって
電子像を結像し光学像に変換するので、より解像度の高
いＸ線イメージ管を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＸ線イメージ管の構成図。

【図２】具体的な形状を示す図。

【図３】具体的な形状を示す図。

【図４】従来の構成例を示す図。

【符号の説明】

１１０…外囲器、１１０ｂ…入力窓、１１０ｃ…出力
窓、１３０…入力面、１３０ｂ…蛍光体層、１３０ｃ…
光電変換層、１４０，１４２…収束電極、１５０…陽
極、１６０…蛍光面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】蛍光体層及び光電変換層で構成されＸ線
像に応じた光電子に生成する入力面と、前記光電子を電
子光学的に偏向する電子レンズ系と、偏向された光電子
を光学像に変換する蛍光面とをその内部が真空にされた
外囲器内に有し、前記Ｘ線像を前記光学像に変換するＸ
線イメージ管において、前記入力面は、前記外囲器のＸ線像の入力窓の内側に薄
膜状に直接形成され、前記外囲器の前記入力窓の部分は、２以上の曲率半径の
曲面にてベリリウムで形成されていることを特徴とする
Ｘ線イメージ管。
【請求項２】前記入力面の表面には、細かい凸凹が形
成されていることを特徴とする請求項１記載のＸ線イメ
ージ管。
【請求項３】前記入力面は、６インチの有効径を有
し、前曲面は、その中心軸上の点を中心として誤差±５％で
１６０．５ｍｍ及び１００ｍｍの曲率半径で形成されて
いることを特徴とする請求項１記載のＸ線イメージ管。
【請求項４】前記入力面は、９インチの有効径を有
し、前曲面は、その中心軸上の点を中心として誤差±５％で
１７４．５ｍｍ、２４９．５ｍｍ及び１５４．５ｍｍの
曲率半径で形成されていることを特徴とする請求項１記
載のＸ線イメージ管。
【請求項５】前記蛍光面は、前記外囲器の出力窓の内
面に直接形成されていることを特徴とする請求項１記載
のＸ線イメージ管。