JPH0636714A - X-ray image tube - Google Patents
X-ray image tubeInfo
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- JPH0636714A JPH0636714A JP19117392A JP19117392A JPH0636714A JP H0636714 A JPH0636714 A JP H0636714A JP 19117392 A JP19117392 A JP 19117392A JP 19117392 A JP19117392 A JP 19117392A JP H0636714 A JPH0636714 A JP H0636714A
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- JP
- Japan
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- phosphor layer
- discontinuous
- crystal
- light
- discontinuous phosphor
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- Pending
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- Formation Of Various Coating Films On Cathode Ray Tubes And Lamps (AREA)
- Image-Pickup Tubes, Image-Amplification Tubes, And Storage Tubes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 分解能を向上させることができるX線イメー
ジ管を提供する。
【構成】 アルミニウム(Al)基板11上に面方向に、
不連続な多数の柱状結晶のファイバ体12a のよう化セシ
ウムの第1の不連続蛍光体層12を形成する。第1の不連
続蛍光体層12上に面方向に、ファイバ体12a より径小の
不連続な多数の柱状結晶のファイバ体13a のよう化セシ
ウムの第2の不連続蛍光体層13を積層させて入力蛍光ス
クリーン14を形成する。第1の不連続蛍光体層12のファ
イバ体12aおよび第2の不連続蛍光体層13のファイバ体1
3a により、界面の数が多くなり、減衰率を大きくし
て、それぞれ光の拡散を抑制する。面抵抗の低い光電面
15を形成し、入力蛍光スクリーン14の輝度が向上する。
(57) [Summary] [Object] To provide an X-ray image tube capable of improving the resolution. [Structure] On an aluminum (Al) substrate 11, in a plane direction,
A first discontinuous phosphor layer 12 of cesium iodide is formed as a fiber body 12a of a large number of discontinuous columnar crystals. A second discontinuous phosphor layer 13 of cesium iodide, such as a fiber body 13a having a large number of columnar crystals having a diameter smaller than that of the fiber body 12a, is laminated on the first discontinuous phosphor layer 12 in the plane direction. To form the input fluorescent screen 14. Fiber body 12a of first discontinuous phosphor layer 12 and fiber body 1 of second discontinuous phosphor layer 13
3a increases the number of interfaces, increases the attenuation rate, and suppresses light diffusion. Photocathode with low surface resistance
15 to improve the brightness of the input phosphor screen 14.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、分解能を向上させたX
線イメージ管に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an X with improved resolution.
Regarding line image tubes.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、X線イメージ管は、一般に医療用
のX線撮像装置や工業用の非破壊検査用のX線工業テレ
ビなどに広く応用されている。2. Description of the Related Art Conventionally, X-ray image tubes have been widely applied to medical X-ray image pickup devices and industrial X-ray industrial televisions for nondestructive inspection.
【0003】また、従来のX線イメージ管は、X線が入
力される入力窓を有する真空外囲器を備えている。そし
て、この真空外囲器の内部には、入力窓に対向して彎曲
基板が配置され、彎曲基板の入力窓と反対面には、入力
蛍光スクリーンおよび光電面が順次積層されている。さ
らに、真空外囲器の出力側には、陽極および蛍光スクリ
ーンが配設され、真空外囲器の内部の側壁に沿って集束
電極が配設されている。Further, the conventional X-ray image tube is equipped with a vacuum envelope having an input window for inputting X-rays. A curved substrate is arranged inside the vacuum envelope so as to face the input window, and an input fluorescent screen and a photoelectric surface are sequentially laminated on the surface of the curved substrate opposite to the input window. Further, an anode and a fluorescent screen are arranged on the output side of the vacuum envelope, and a focusing electrode is arranged along a side wall inside the vacuum envelope.
【0004】そして、X線管から放射されたX線は、被
写体を通り、入力窓と彎曲基板とを通過して入力蛍光ス
クリーンによって光に変換される。この光は、光電面に
よって電子に変換され、集束電極と陽極とによって構成
される電子レンズによって、加速、収束され、出力蛍光
スクリーンによって可視像に変換される。Then, the X-ray emitted from the X-ray tube passes through the subject, passes through the input window and the curved substrate, and is converted into light by the input fluorescent screen. This light is converted into electrons by the photocathode, accelerated and converged by an electron lens composed of a focusing electrode and an anode, and converted into a visible image by the output fluorescent screen.
【0005】そうして、この可視像は、テレビカメラ、
シネカメラまたはスポットカメラなどによって現像さ
れ、医療診断などが行なわれている。Then, this visible image is displayed on a television camera,
It is developed by a cine camera or spot camera, and medical diagnosis is performed.
【0006】次に、上記X線イメージ管に用いる入力蛍
光スクリーンの一例を図9を参照して説明する。Next, an example of the input fluorescent screen used in the X-ray image tube will be described with reference to FIG.
【0007】この図9に示す入力蛍光スクリーンは、ア
ルミニウム基板1上によう化セシウム(CsI)の不連
続蛍光体層2を形成し、この不連続蛍光体層2上によう
化セシウムの連続蛍光体層3を積層させ、光電面4を連
続して形成している。In the input fluorescent screen shown in FIG. 9, a discontinuous phosphor layer 2 of cesium iodide (CsI) is formed on an aluminum substrate 1, and a continuous fluorescent layer of cesium iodide is formed on the discontinuous phosphor layer 2. The body layers 3 are stacked to form the photocathode 4 continuously.
【0008】そうして、上述の入力蛍光スクリーンは、
まず、ライトガイド効果を有している。すなわち、よう
化セシウムは、波長420nm付近の発光に対する屈折率
が1.84であり、理論上、結晶中で生じた発光は、図
10に示すように、臨界角33°以上の鈍角で結晶と真
空との界面に達すると、全反射して結晶の外に出られな
くなる。このため、発光の一部は光電面4に到達し、光
は強制的に結晶成長方向に伝送される。Then, the above-mentioned input fluorescent screen is
First, it has a light guide effect. That is, cesium iodide has a refractive index of 1.84 with respect to light emission near a wavelength of 420 nm, and theoretically, the light emission generated in the crystal is observed as a crystal at an obtuse angle of 33 ° or more as shown in FIG. When it reaches the interface with the vacuum, it is totally reflected and cannot get out of the crystal. Therefore, part of the emitted light reaches the photocathode 4, and the light is forcibly transmitted in the crystal growth direction.
【0009】また、結晶と真空の界面とでの光の減衰が
生ずる。したがって、臨界角33°以下の角度で結晶の
外に出た光は、再度隣接する別の不連続蛍光体層2に到
達する。このとき、ほとんどの光は、結晶内に取り込ま
れるが、一部は図10に示すようにフレネル反射により
元の結晶に戻される。なお、結晶から真空に出るときも
同様である。このようにして、横方向へ広がる光は次第
に減衰し、結晶成長方向から外れた光ほど界面を通る回
数が多くなり、減衰の度合いが大きくなる。そこで、発
光は結晶成長方向に近いほど少ない減衰量で光電面4に
到達する。In addition, light is attenuated at the interface between the crystal and the vacuum. Therefore, the light emitted outside the crystal at an angle of the critical angle of 33 ° or less reaches another discontinuous phosphor layer 2 adjacent thereto again. At this time, most of the light is taken into the crystal, but part of it is returned to the original crystal by Fresnel reflection as shown in FIG. The same applies when the crystal is evacuated. In this way, the light that spreads in the lateral direction is gradually attenuated, and the more the light deviates from the crystal growth direction, the more times it passes through the interface and the greater the degree of attenuation. Therefore, the light emission reaches the photocathode 4 with a smaller amount of attenuation as it approaches the crystal growth direction.
【0010】上述のように、不連続蛍光体層2で発光し
た光は、発光点からあまり離れていない光電面4上に到
達することになり、入力蛍光スクリーン単体としての分
解能が得られる。As described above, the light emitted from the discontinuous phosphor layer 2 reaches the photocathode 4 which is not far from the light emitting point, so that the resolution of the input phosphor screen alone can be obtained.
【0011】そして、近年のX線イメージ管は、被写体
を透過したX線信号をできるだけ多く拾うことを目的と
して、入力蛍光スクリーンの厚さを400μm以上に設
定してX線吸収効率の向上を図っている。In recent X-ray image tubes, the thickness of the input fluorescent screen is set to 400 μm or more to improve the X-ray absorption efficiency in order to pick up as many X-ray signals that have passed through the subject. ing.
【0012】また、上記作用のうち、ライトガイド効果
は、入力蛍光スクリーンの厚さに依存しないが、真空と
界面とでの光の減衰については、入力蛍光スクリーンの
厚さが厚くなると界面による減衰の効果が弱くなり、入
力蛍光スクリーンの分解能が低下する。Further, among the above actions, the light guide effect does not depend on the thickness of the input fluorescent screen, but the attenuation of light between the vacuum and the interface is attenuated by the interface when the input fluorescent screen becomes thicker. Effect is weakened and the resolution of the input phosphor screen is reduced.
【0013】この分解能を補強するために、不連続蛍光
体層2の径を細くして面方向の光学的界面を密にするこ
とが考えられる。そして、このように光学的界面を密に
することにより、横方向へ広がる光は、単位光路長当た
り減衰される割合が増加すると考えられる。In order to reinforce this resolution, it is conceivable to reduce the diameter of the discontinuous phosphor layer 2 to make the optical interface in the plane direction denser. Then, by making the optical interfaces dense in this way, it is considered that the proportion of light that spreads in the lateral direction is attenuated per unit optical path length.
【0014】また、不連続蛍光体層2の径は、スクリー
ン蒸着工程における基板温度に依存するので、蒸着時に
基板温度を150℃に維持したまま、4.5Paの圧力
下でよう化セシウム膜を形成させたところ、6μmの結
晶柱の不連続蛍光体層2が形成され、基板温度を180
℃に維持したところ、9μmの不連続蛍光体層2が形成
された。Further, since the diameter of the discontinuous phosphor layer 2 depends on the substrate temperature in the screen vapor deposition process, the cesium iodide film is formed under the pressure of 4.5 Pa while maintaining the substrate temperature at 150 ° C. during the vapor deposition. When formed, a discontinuous phosphor layer 2 having a crystal column of 6 μm is formed, and the substrate temperature is set to 180.
When maintained at 0 ° C., a discontinuous phosphor layer 2 of 9 μm was formed.
【0015】これらの不連続蛍光体層2が形成された入
力蛍光スクリーンの解像度を測定したところ、20lp
/cmで、CTF(Contrast Transfer Function)値は
いずれも24%前後で略等しく、50lp/cmでも6
μmの入力蛍光スクリーンの方が1%上回ったにすぎな
かった。なお、この程度のCTFの差であると、入力蛍
光スクリーンをX線イメージ管内部に装着した場合、撮
像系を経てテレビ画面上に現れる差は小さい。When the resolution of the input phosphor screen on which these discontinuous phosphor layers 2 were formed was measured, it was 20 lp.
/ Cm, the CTF (Contrast Transfer Function) values are all about 24% and are approximately the same, and 6 at 50 lp / cm.
The μm input phosphor screen was only 1% better. With such a difference in CTF, when the input fluorescent screen is mounted inside the X-ray image tube, the difference that appears on the television screen via the imaging system is small.
【0016】このような、柱状構造を持った入力蛍光ス
クリーンの分解能特性を向上させる別の手段として、柱
状構造によって形成される光学的な界面に光吸収材ある
いは光反射材の層を設けることが考えられる。As another means for improving the resolution characteristics of such an input fluorescent screen having a columnar structure, a layer of a light absorbing material or a light reflecting material is provided at the optical interface formed by the columnar structure. Conceivable.
【0017】特に、真空と界面とでの光の減衰を向上さ
せるものとして、たとえば特開昭62−43046号公
報に記載されているように、不連続蛍光体層の結晶柱間
に光吸収層を介在させるもの、特開昭59−12173
3号公報に記載されているように、不連続蛍光体層の柱
状結晶間に光反射物質の粉末を充填するものが知られて
いる。In particular, as a means for improving light attenuation between a vacuum and an interface, a light absorption layer is provided between crystal columns of a discontinuous phosphor layer as described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-43046. With the interposition of JP-A-59-12173
As described in Japanese Patent Laid-Open No. 3 (1993), it is known that powder of a light-reflecting substance is filled between columnar crystals of a discontinuous phosphor layer.
【0018】ところが、不連続蛍光体層の結晶柱間は1
μm程度であり、これら結晶柱間の間隙を加工すること
は非常に困難である。However, the distance between the crystal columns of the discontinuous phosphor layer is 1
It is about μm, and it is very difficult to process the gap between these crystal columns.
【0019】このような構造を実現する最も簡単で、量
産性がある方法として特公昭54−40071号公報記
載の構成が知られている。この特公昭54−40071
号公報記載の構成は、光吸収材料を混入させ、酸化雰囲
気中でアニールすることにより、光学的界面に光吸収材
の酸化物を析出させるものである。The structure disclosed in Japanese Patent Publication No. 54-40071 is known as the easiest and most mass-producible method for realizing such a structure. This Japanese Patent Publication Sho 54-40071
In the configuration described in the publication, a light absorbing material is mixed and annealed in an oxidizing atmosphere to precipitate an oxide of the light absorbing material at an optical interface.
【0020】しかしながら、この特公昭54−4007
1号公報記載の構成では、結晶中に含まれる不純物が、
光学的界面に析出するためには、不純物が拡散移動する
ことができ、かつ、光学的界面で酸化が進行する結晶構
造とアニール条件とが整ってなければ、任意の柱状構造
の入力蛍光スクリーンに対して実現できるとは限らな
い。However, this Japanese Patent Publication No. 54-4007
In the structure described in Japanese Patent Laid-Open No. 1, the impurities contained in the crystal are
In order to deposit on the optical interface, the impurities can diffuse and move, and if the crystal structure and the annealing conditions where oxidation progresses at the optical interface are not in order, the input phosphor screen of any columnar structure can be used. It cannot always be realized.
【0021】[0021]
【発明が解決しようとする課題】上述の特開昭62−4
3046号公報または特開昭59−121733号公報
に記載のように、真空と界面とでの光の減衰を向上させ
るものとして、不連続蛍光体層の結晶柱間に光吸収層を
介在させたり、あるいは光反射物質の粉末を充填するこ
とは、不連続蛍光体層の結晶柱間が1μm程度であり、
これら結晶柱間の間隙を加工することは非常に困難であ
る問題を有している。DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention
As described in JP-A No. 3046 or JP-A No. 59-121733, a light absorbing layer is interposed between crystal columns of a discontinuous phosphor layer to improve the attenuation of light between a vacuum and an interface. , Or filling the powder of the light reflecting substance, the distance between the crystal columns of the discontinuous phosphor layer is about 1 μm,
There is a problem that it is very difficult to process the gap between these crystal columns.
【0022】また、特開昭62−43046号公報記載
のように、不連続蛍光体層の結晶柱間に光吸収物質を介
在させ、不連続蛍光体層の結晶柱間で蛍光体からの光を
吸収するものの場合、分解能を十分に向上させることが
できない問題を有している。Further, as described in JP-A-62-43046, a light absorbing substance is interposed between crystal columns of the discontinuous phosphor layer, and light from the phosphor is interposed between the crystal columns of the discontinuous phosphor layer. In the case of absorbing the light, there is a problem that the resolution cannot be improved sufficiently.
【0023】さらに、特公昭54−40071号公報記
載の構成では、結晶中に含まれる不純物が、光学的界面
に析出するためには、不純物が拡散移動することがで
き、かつ、光学的界面で酸化が進行する結晶構造とアニ
ール条件とが整ってなければ、任意の柱状構造の入力蛍
光スクリーンに対して実現できるとは限らない問題を有
している。Further, in the structure described in Japanese Patent Publication No. 54-40071, since the impurities contained in the crystal are deposited at the optical interface, the impurities can diffuse and move, and at the optical interface. If the crystal structure in which oxidation progresses and the annealing conditions are not set, there is a problem that it cannot be realized for an input fluorescent screen having an arbitrary columnar structure.
【0024】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
で、簡単な構成で、分解能を向上させることができるX
線イメージ管を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above problems, and it is possible to improve the resolution with a simple structure.
The purpose is to provide a line image tube.
【0025】[0025]
【課題を解決するための手段】本発明のX線イメージ管
は、基体と、この基体の上に形成されX線の入射により
蛍光体が発する光を吸収する光吸収物質を含有した柱状
結晶からなる第1の不連続蛍光体層と、この第1の不連
続蛍光体層の上に形成されX線の入射により蛍光体が発
する光を吸収する光吸収物質を含有し前記前記第1の不
連続蛍光体層の柱状結晶より径小の柱状結晶からなる第
2の不連続蛍光体層とを具備したものである。The X-ray image tube of the present invention comprises a columnar crystal containing a substrate and a light-absorbing substance which is formed on the substrate and absorbs the light emitted by the phosphor upon incidence of X-rays. The first discontinuous phosphor layer and a light absorbing substance that is formed on the first discontinuous phosphor layer and absorbs light emitted by the phosphor upon incidence of X-rays. The second discontinuous phosphor layer comprises columnar crystals having a diameter smaller than that of the columnar crystals of the continuous phosphor layer.
【0026】[0026]
【作用】本発明のX線イメージ管は、基体の上にX線の
入射により蛍光体が発する光を吸収する光吸収物質を含
有した柱状結晶からなる第1の不連続蛍光体層を形成
し、第1の不連続蛍光体層の上にX線の入射により蛍光
体が発する光を吸収する光吸収物質を含有し第1の不連
続蛍光体層の柱状結晶より径小の柱状結晶からなる第2
の不連続蛍光体層とを形成したため、到達するまでに通
過する界面の数が多くなり、減衰率が大きくなるため、
光の散乱が抑えられ、輝度が向上する。In the X-ray image tube of the present invention, the first discontinuous phosphor layer made of columnar crystals containing a light absorbing substance which absorbs the light emitted by the phosphor upon incidence of X rays is formed on the substrate. , A columnar crystal having a diameter smaller than that of the columnar crystal of the first discontinuous phosphor layer, the light-absorbing substance absorbing the light emitted by the phosphor upon incidence of X-rays on the first discontinuous phosphor layer. Second
Since the discontinuous phosphor layer of was formed, the number of interfaces passing through before reaching it increased and the attenuation rate increased,
The scattering of light is suppressed and the brightness is improved.
【0027】[0027]
【実施例】以下、本発明のX線イメージ管の一実施例を
図面を参照して説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the X-ray image tube of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0028】図1に示すように、基体としてのアルミニ
ウム(Al)基板11上に面方向に、不連続なファイバ柱
状の多数の柱状結晶のファイバ体12a からなるよう化セ
シウム(CsI)の第1の不連続蛍光体層12を形成し、
この第1の不連続蛍光体層12上に面方向に、第1の不連
続蛍光体層12のファイバ体12a より径小の不連続なファ
イバ柱状の多数の柱状結晶のファイバ体13a からなるよ
う化セシウムの第2の不連続蛍光体層13を積層させて入
力蛍光スクリーン14を形成し、光電面15を連続して形成
している。As shown in FIG. 1, a cesium iodide (CsI) first layer consisting of a large number of columnar crystal fiber bodies 12a of discontinuous fiber columns is first formed on an aluminum (Al) substrate 11 as a substrate in the plane direction. Forming a discontinuous phosphor layer 12 of
On the first discontinuous phosphor layer 12, a plurality of columnar crystal fiber bodies 13a of discontinuous fiber pillars having a diameter smaller than that of the fiber body 12a of the first discontinuous phosphor layer 12 are formed in the surface direction. A second discontinuous phosphor layer 13 of cesium chloride is laminated to form an input phosphor screen 14, and a photocathode 15 is formed continuously.
【0029】そして、第1の不連続蛍光体層12には、平
均濃度0.1wt%以下、より好ましくは0.01〜
0.1wt%のよう化銅(CuI)が混入され、透明度
は低くなっており、第1の不連続蛍光体層12の結晶中の
表面には、酸化銅(CuO)の黒色膜16が形成されてい
る。なお、第1の不連続蛍光体層12は、基板付近で光吸
収物質の濃度が濃くなっている。The first discontinuous phosphor layer 12 has an average concentration of 0.1 wt% or less, more preferably 0.01-.
Copper iodide (CuI) of 0.1 wt% is mixed and the transparency is low, and a black film 16 of copper oxide (CuO) is formed on the surface of the crystal of the first discontinuous phosphor layer 12. Has been done. In the first discontinuous phosphor layer 12, the concentration of the light absorbing substance is high near the substrate.
【0030】また、第1の不連続蛍光体層12および第2
の不連続蛍光体層13には、タリウムイオン(Tl+ )、
ナトリウムイオン(Na+ )、カリウムイオン(K+ )
が発光効率向上のため、適当な濃度含有されている。In addition, the first discontinuous phosphor layer 12 and the second discontinuous phosphor layer 12
The discontinuous phosphor layer 13 of contains thallium ions (Tl + ),
Sodium ion (Na + ), potassium ion (K + )
Is contained in an appropriate concentration to improve the luminous efficiency.
【0031】なお、第1の不連続蛍光体層12の隣接する
ファイバ体12a の間隔、すなわち光学的界面の間隔は、
0.1〜40μmが好ましく、より好ましくは0.1〜
3μmであり、0.1μmに形成され、ファイバ体12a
の径は40μm以下が好ましく、より好ましくは5〜1
5μmで、20μmに設定され、膜厚は200〜400
μmに設定されている。The distance between the adjacent fiber bodies 12a of the first discontinuous phosphor layer 12, that is, the distance between the optical interfaces is
0.1 to 40 μm is preferable, and 0.1 to 40 μm is more preferable.
3 μm, formed to 0.1 μm, fiber body 12a
The diameter is preferably 40 μm or less, more preferably 5 to 1
5 μm, set to 20 μm, film thickness is 200-400
It is set to μm.
【0032】一方、第2の不連続蛍光体層13のファイバ
体13a の径は3〜6μmで、膜厚は20〜50μmに設
定されている。On the other hand, the diameter of the fiber body 13a of the second discontinuous phosphor layer 13 is set to 3 to 6 μm and the film thickness is set to 20 to 50 μm.
【0033】なお、アルミニウム基板11としては柱状結
晶を支持するため、別に他の物質たとえばチタン(T
i)や、場合によってはベリリウム(Be)などのX線
透過率の小さいものでもよい。Since the aluminum substrate 11 supports columnar crystals, another substance such as titanium (T
i) or, in some cases, beryllium (Be) or the like having a small X-ray transmittance.
【0034】次に、上記X線イメージ管の製造装置を図
2を参照して説明する。Next, the manufacturing apparatus of the X-ray image tube will be described with reference to FIG.
【0035】図2は、入力蛍光スクリーンの製造装置で
ある。21は真空槽で、この真空槽21の内部には、アルミ
ニウム基板11が載置されている。そして、アルミニウム
基板11の上部には加熱ヒータ22、下部にはボート23,24
がそれぞれ配設されている。また、一方のボート23に
は、0.1wt%のよう化鉄(FeI2 )が混入された
よう化セシウム(CsI)が、他方のボート24には、よ
う化セシウム(CsI)が入れられている。FIG. 2 shows an apparatus for manufacturing an input fluorescent screen. Reference numeral 21 denotes a vacuum tank, and the aluminum substrate 11 is placed inside the vacuum tank 21. The heater 22 is provided above the aluminum substrate 11, and the boats 23 and 24 are provided below the aluminum substrate 11.
Are arranged respectively. Further, one boat 23 was filled with cesium iodide (CsI) mixed with 0.1 wt% of iron iodide (FeI 2 ), and the other boat 24 was filled with cesium iodide (CsI). There is.
【0036】そして、まず、加熱ヒータ22でアルミニウ
ム基板11を180℃に加熱し、真空槽21内の圧力を4.
5×10-1Paに保った状態で、一方のボート23を加熱
し、アルミニウム基板11に膜圧が380μmの柱状のフ
ァイバ体12a からなる第1の不連続蛍光体層12を形成す
る。一旦、この不連続蛍光体層12を空気中で280℃で
アニールした後、再度真空槽21内に戻し、アルミニウム
基板11を180℃に加熱し、真空槽21の圧力を10-3P
a以下の状態にして、他方のボート24を加熱し、第1の
不連続蛍光体層12上に約20μmの厚さのファイバ体12
a より径小の柱状のファイバ体13a からなる第2の不連
続蛍光体層13を形成する。そうして、これら第1の不連
続蛍光体層12および第2の不連続蛍光体層13が形成され
たアルミニウム基板11を、空気中にさらし280℃で5
時間ベーキングする。First, the heater 22 heats the aluminum substrate 11 to 180 ° C., and the pressure in the vacuum chamber 21 is increased to 4.
While maintaining the pressure at 5 × 10 −1 Pa, one boat 23 is heated to form the first discontinuous phosphor layer 12 made of a columnar fiber body 12a having a film pressure of 380 μm on the aluminum substrate 11. Once the discontinuous phosphor layer 12 is annealed in air at 280 ° C., it is returned to the vacuum chamber 21 again, the aluminum substrate 11 is heated to 180 ° C., and the pressure in the vacuum chamber 21 is set to 10 −3 P.
In the state of a or less, the other boat 24 is heated, and the fiber body 12 having a thickness of about 20 μm is formed on the first discontinuous phosphor layer 12.
A second discontinuous phosphor layer 13 composed of a columnar fiber body 13a having a diameter smaller than a is formed. Then, the aluminum substrate 11 on which the first discontinuous phosphor layer 12 and the second discontinuous phosphor layer 13 are formed is exposed to the air at 280 ° C. for 5 hours.
Bake for hours.
【0037】さらに、これら第1の不連続蛍光体層12お
よび第2の不連続蛍光体層13が形成される作用について
説明する。Further, the function of forming the first discontinuous phosphor layer 12 and the second discontinuous phosphor layer 13 will be described.
【0038】まず、X線イメージ管の入力蛍光スクリー
ン14を構成する物質であるよう化セシウム(CsI)
は、イオン結晶であるから、格子中のセシウムイオン
(Cs+)もしくはよう素イオン(I- )は、容易に他
の化学種イオンと置き変わることができる。たとえば、
入力蛍光スクリーン14においては、発光効率を上げるた
めに、化学式1に示すように、タリウムイオン(T
l+ )、ナトリウムイオン(Na+ )を微量添加してい
る。First, cesium iodide (CsI), which is a substance constituting the input fluorescent screen 14 of the X-ray image tube, is used.
Since is an ionic crystal, the cesium ion (Cs + ) or iodine ion (I − ) in the lattice can easily replace other chemical species ions. For example,
In the input fluorescent screen 14, as shown in Chemical Formula 1, thallium ions (T
1 + ) and sodium ion (Na + ) are added in trace amounts.
【0039】[0039]
【化1】 この性質を利用すると、結晶格子を保ったまま、第1の
不連続蛍光体層12に光吸収物質を混入することができ
る。これは、多価イオンでも可能であり、添加量が少な
い場合は第1の不連続蛍光体層12の蛍光体本来の物性を
損ねることは少ない。また、たとえば1価の銅イオン
(Cu+ )の場合は、化学式2に示すようになる。[Chemical 1] By utilizing this property, the light absorbing substance can be mixed into the first discontinuous phosphor layer 12 while maintaining the crystal lattice. This is also possible with polyvalent ions, and when the amount of addition is small, the original physical properties of the phosphor of the first discontinuous phosphor layer 12 are less likely to be impaired. Further, for example, in the case of monovalent copper ions (Cu + ), the chemical formula 2 is obtained.
【0040】[0040]
【化2】 このようにして、ある種の化学種のイオンが混入した結
晶には、純よう化セシウム(CsI)もしくはナトリウ
ムイオン(Na+ )が加えられたよう化セシウム(Cs
I)にはなかった光吸収特性があり、もともとは、発光
に対してほぼ透明であった入力蛍光スクリーン14も光透
過率が小さくなる。[Chemical 2] In this way, pure cesium iodide (CsI) or sodium cation (Na + ) added cesium iodide (CsI) is added to a crystal mixed with ions of a certain kind of chemical species.
The input fluorescent screen 14 which originally has a light absorption characteristic which is not present in I) and which was originally substantially transparent to light emission, also has a low light transmittance.
【0041】したがって、発光が第1の不連続蛍光体層
12の結晶方向から外れた方向に向かう光ほど光電面15に
到達する距離が長くなり、入力蛍光スクリーン14の透過
率が小さいほど、光電面15上で発光点から離れたところ
に到達する減衰は大きくなり、入力蛍光スクリーン14の
分解能は向上する。Therefore, the emission is the first discontinuous phosphor layer.
The light traveling in a direction deviating from the crystallographic direction of 12 has a longer distance to reach the photocathode 15, and the smaller the transmittance of the input fluorescent screen 14, the smaller the attenuation reaching at a position away from the light emitting point on the photocathode 15. As a result, the resolution of the input fluorescent screen 14 is improved.
【0042】また、結晶中に注入する物質を選択するこ
とにより、混入物質の分布を変化させることができる。
たとえば均一に銅イオン(Cu+ )が混入されたよう化
銅(CuI)の結晶を酸素雰囲気中で加熱すると、化学
式3および化学式4のように第1の不連続蛍光体層12の
結晶の表面付近、すなわち光学的界面には、銅(Cu)
の酸化物が析出する。The distribution of the contaminant can be changed by selecting the substance to be injected into the crystal.
For example, when a crystal of copper iodide (CuI) in which copper ions (Cu + ) are uniformly mixed is heated in an oxygen atmosphere, the surface of the crystal of the first discontinuous phosphor layer 12 is expressed by Chemical Formula 3 and Chemical Formula 4. Copper (Cu) near the optical interface
The oxide of is precipitated.
【0043】[0043]
【化3】 [Chemical 3]
【化4】 なお、このときセシウムイオン(Cs+ )は、銅イオン
(Cu+ )よりも酸素(O2 )に対して不活性なのでセ
シウム(Cs)の酸化物はできにくく、第1の不連続蛍
光体層12の蛍光膜の劣化は少ない。[Chemical 4] At this time, since the cesium ion (Cs + ) is more inactive with respect to oxygen (O 2 ) than the copper ion (Cu + ), it is difficult to form an oxide of cesium (Cs), and the first discontinuous phosphor layer There is little deterioration of the 12 fluorescent films.
【0044】さらに、第1の不連続蛍光体層12の表面付
近の酸化反応が進むにつれて銅イオン(Cu+ )が欠乏
するものの、加熱によりバルク中の銅イオン(Cu+ )
が拡散して補充されるから、反応はさらに進み、第1の
不連続蛍光体層12の結晶表面、すなわち光学的界面に近
いほど高濃度の酸化銅(CuO)の層が形成される。Furthermore, although copper ions (Cu + ) are deficient as the oxidation reaction near the surface of the first discontinuous phosphor layer 12 progresses, copper ions (Cu + ) in the bulk are heated by heating.
Are diffused and replenished, the reaction further progresses, and a layer of higher concentration copper oxide (CuO) is formed closer to the crystal surface of the first discontinuous phosphor layer 12, that is, the optical interface.
【0045】このような反応により精製された入力蛍光
スクリーン14は、結晶バルク中の光吸収物質である光吸
収イオンの濃度が低くなり、第1の不連続蛍光体層12の
蛍光体の発光効率の低下を最小限に抑えることができ、
さらに、光吸収物質である鉄のような酸化物を選択する
と、光減衰性の機能も同等に保つことができる。In the input fluorescent screen 14 purified by such a reaction, the concentration of the light absorbing ions as the light absorbing substance in the crystal bulk becomes low, and the luminous efficiency of the phosphor of the first discontinuous phosphor layer 12 is increased. Can be minimized,
Furthermore, when an oxide such as iron which is a light absorbing substance is selected, the light attenuating function can be kept the same.
【0046】また、上述の条件では、柱状結晶の径は平
均12μm、光学的界面の幅は0.3〜1μmであっ
た。Under the above conditions, the diameter of the columnar crystals was 12 μm on average, and the width of the optical interface was 0.3 to 1 μm.
【0047】この黒色膜16が形成される反応が行なわれ
る場合の、十分な反応速度を得るための温度は、よう化
銅が酸化され酸化銅が形成される際のよう素ガス
(I2 )の量をモニターすることにより求めることがで
きる。When the reaction for forming the black film 16 is performed, the temperature for obtaining a sufficient reaction rate is iodine gas (I 2 ) when copper iodide is oxidized to form copper oxide. Can be determined by monitoring the amount of
【0048】すなわち、図3に示すように、横軸に時
間、縦軸によう素ガスの発生総量を採り、測定値をプロ
ットしていくと、温度を280℃にまで上昇させたとき
に、急激によう素ガスの量が多くなるので、280℃の
温度が化学式3、化学式4の反応を起こすのに十分な温
度といえる。That is, as shown in FIG. 3, the horizontal axis represents time, the vertical axis represents the total amount of iodine gas generated, and the measured values are plotted. When the temperature is raised to 280 ° C., Since the amount of iodine gas rapidly increases, it can be said that the temperature of 280 ° C. is sufficient to cause the reactions of Chemical Formula 3 and Chemical Formula 4.
【0049】そして、上述のような結晶中の不純物を酸
素中で加熱することにより析出させることについては、
Journal of Crystal Growth 7 (1970)の259頁〜26
0頁の「GROWTH OF Mn2 O3 THIN FILMS BY IMPURITY
DIFFUSION FROM VOLUME TOSURFACE IN IMPURE NaCl CR
YSTALS 」などに記載されている。Regarding the precipitation of the impurities in the crystal as described above by heating in oxygen,
Journal of Crystal Growth 7 (1970), pages 259-26
“GROWTH OF Mn 2 O 3 THIN FILMS BY IMPURITY” on page 0
DIFFUSION FROM VOLUME TOSURFACE IN IMPURE NaCl CR
YSTALS ”and so on.
【0050】したがって、上記実施例では、よう化セシ
ウム(CsI)粉末によう化銅粉末を混合したものをフ
ァイバ体12a からなる第1の不連続蛍光体層12を形成
し、次に、よう化セシウム(CsI)粉末を蒸着して柱
状結晶のファイバ体13a からなる第2の不連続蛍光体層
13を形成し、その後、空気中で280℃で5時間加熱す
ることにより、ファイバ体12a の光学的界面に高濃度の
酸化銅(CuO)の黒色膜16を容易に形成することが可
能である。この場合、第2の不連続蛍光体層13と接する
ファイバ体12a の表面は空気と接していないので、高濃
度の酸化銅(CuO)の黒色膜16は形成されていない。Therefore, in the above embodiment, a mixture of cesium iodide (CsI) powder and copper iodide powder is used to form the first discontinuous phosphor layer 12 comprising the fiber body 12a, and then the iodide Second discontinuous phosphor layer composed of columnar crystal fiber body 13a by vapor deposition of cesium (CsI) powder
It is possible to easily form the black film 16 of high concentration copper oxide (CuO) on the optical interface of the fiber body 12a by forming 13 and then heating in air at 280 ° C. for 5 hours. . In this case, since the surface of the fiber body 12a in contact with the second discontinuous phosphor layer 13 is not in contact with air, the black film 16 of high concentration copper oxide (CuO) is not formed.
【0051】一方、加熱条件及び結晶の寸法と、結晶表
面への不純物の析出状態との関係は、Revista Mexican
de Fisica 30 (4) (1984) 685頁〜692頁に記載さ
れている。この記載によると、加熱時間をt、結晶寸法
をlとすると、t/l2 が析出の進行状況を示すパラメ
ーターとなっている。言い換えると、結晶寸法をn倍に
すると、結晶表面に不純物が析出するに必要な加熱時間
はn2 にしなければならないことを示しており、結晶の
中の不純物が表面に到達する距離が長くなることが原因
である。On the other hand, the relationship between the heating conditions and the crystal size and the state of precipitation of impurities on the crystal surface is as follows:
de Fisica 30 (4) (1984) pp. 685-692. According to this description, assuming that the heating time is t and the crystal size is 1, t / l 2 is a parameter indicating the progress of precipitation. In other words, when the crystal size is increased by n times, the heating time required for the precipitation of impurities on the crystal surface must be n 2 , and the distance that impurities in the crystal reach the surface becomes long. That is the cause.
【0052】このようなことから、第1の不連続蛍光体
層12を構成するファイバ体12a の径が大きい場合には、
極端に長い加熱時間が必要である。加熱時間が長くなる
と、量産性に劣るだけでなく、熱により結晶がくずれた
構造となる。実際に様々な径のファイバ体12a を製作し
たところ、ファイバ体12a の径が50μmを越えると、
24時間の加熱でCuOの黒色膜16の量は極端に少なく
なることが判明した。From the above, when the diameter of the fiber body 12a constituting the first discontinuous phosphor layer 12 is large,
Extremely long heating times are required. When the heating time becomes long, not only the mass productivity is deteriorated, but also the crystal is broken due to heat. When fiber bodies 12a having various diameters were actually manufactured, and the diameter of the fiber body 12a exceeded 50 μm,
It was found that the amount of the CuO black film 16 was extremely reduced by heating for 24 hours.
【0053】また、ファイバ体12a の光学的界面は、ア
ニール工程において、酸素供給源となっている。したが
って、ファイバ体12a の間隔が狭いと、アニール工程の
途中で酸素が不足して反応速度が遅くなる。実験による
と、0.1μmより小さくなると、数10オングストロ
ーム程度の酸化膜でも形成が難しくなる。The optical interface of the fiber body 12a serves as an oxygen supply source in the annealing process. Therefore, if the distance between the fiber bodies 12a is small, oxygen will be insufficient during the annealing process and the reaction rate will be slow. According to experiments, if the thickness is smaller than 0.1 μm, it becomes difficult to form an oxide film having a thickness of about several tens of angstroms.
【0054】以上を考慮すると、空気中での加熱温度は
60〜350℃が好ましく、より好ましくは260〜3
00℃であり、加熱時間は24時間以下が好ましく、よ
り好ましくは3〜5時間である。In consideration of the above, the heating temperature in air is preferably 60 to 350 ° C, more preferably 260 to 3 ° C.
The temperature is 00 ° C., and the heating time is preferably 24 hours or less, more preferably 3 to 5 hours.
【0055】また、隣接するファイバ体12a の光学的界
面間の間隔は、加熱工程において酸素供給源となってい
る。したがって、この間隔が狭すぎると、加熱の途中で
酸素量が不足し、反応速度で遅くなる。実際に作成した
膜では、幅はすべて0.3μm以上であり、問題はなか
ったが、0.1μmより狭くなると、数10オングスト
ロームの酸化膜でも形成が困難となる。The interval between the optical interfaces of the adjacent fiber bodies 12a serves as an oxygen supply source in the heating process. Therefore, if this interval is too narrow, the amount of oxygen will be insufficient during heating and the reaction rate will be slow. All the widths of the actually formed films were 0.3 μm or more, and there was no problem. However, if the width is smaller than 0.1 μm, it becomes difficult to form an oxide film of several tens of angstroms.
【0056】次に、12μmの柱状結晶のファイバ体12
a の効果について、次に示す3種類の実施例を用いた場
合について説明する。Next, a 12 μm columnar crystal fiber body 12
The effect of a will be described in the case of using the following three types of embodiments.
【0057】サンプルA:従来の入力蛍光スクリーンを
260℃で真空加温したもの サンプルB:0.02wt%のよう化銅を混入した入力
蛍光スクリーン14を、アニール工程を省略し、260℃
で真空加熱したもの サンプルC:0.02wt%のよう化銅を混入した入力
蛍光スクリーンを実施例に示す方法で作成し、さらに、
260℃で真空加温したもの なお、サンプルA,B,Cの260℃での真空加温は、
蛍光体の活性のための工程である。Sample A: A conventional input fluorescent screen heated in vacuum at 260 ° C. Sample B: The input fluorescent screen 14 containing 0.02 wt% of copper iodide was omitted at 260 ° C. by omitting the annealing step.
Sample C: 0.02 wt% of copper iodide was mixed to form an input fluorescent screen by the method shown in the example.
Vacuum heating at 260 ° C The vacuum heating at 260 ° C of samples A, B, and C is as follows.
This is a process for activating the phosphor.
【0058】また、サンプルCは空気中で加温すること
により、酸化銅が形成され灰色に変色している。When the sample C was heated in the air, copper oxide was formed and turned into gray.
【0059】そして、サンプルCは、図4に示すよう
に、CTF曲線はサンプルAに比べて大幅に向上してい
る。また、サンプルCは、外観が灰色であるにもかかわ
らず、発光量は図示しないがサンプルAの36%に達し
ている。この外観が灰色であるにもかかわらず発光量の
低下が少ないことについては、バルクの結晶中の銅イオ
ンが含まれず、図5に示すように、透明であることに起
因していると考えられる。As shown in FIG. 4, the sample C has a CTF curve significantly improved as compared with the sample A. Although the appearance of the sample C is gray, the amount of light emission reaches 36% of that of the sample A, although not shown. The reason why the decrease in the amount of emitted light is small even though the appearance is gray is considered to be that copper ions are not included in the bulk crystal and that the crystal is transparent as shown in FIG. .
【0060】逆に、サンプルBは、CTF曲線はサンプ
ルAに比べて差異がない。しかも、サンプルBは、透明
にもかかわらず、バルクの結晶中に銅イオンが多く含ま
れているため、蛍光体CsI/Na+ の発光を妨げ、発
光量は図示しないがサンプルAの29%にまで低下し
た。On the contrary, the CTF curve of sample B is not different from that of sample A. Moreover, although sample B is transparent, since a large amount of copper ions are contained in the bulk crystal, it interferes with the light emission of the phosphor CsI / Na + , and the light emission amount is 29% of that of sample A though not shown. Fell to.
【0061】上述のように製造された入力蛍光スクリー
ンを入力視野9インチ、出力径直径25mmのX線イメ
ージ管に装着したら、図6に示すようにCTF曲線が向
上する効果が得られた。このとき、スクリーン単体の実
験のときと同様に、サンプルCはサンプルAに比べ、輝
度((cd/m2 )/mRisec )の低下が認められる
が、輝度の低下を防止するためには、光吸収材の濃度を
低下させるか、光吸収材を含む部分を入力蛍光スクリー
ンの厚さ方向の一部に限定すればよく、X線イメージ管
の各用途に必要な輝度に応じて濃度、構造を検討すれば
よい。When the input fluorescent screen manufactured as described above was mounted on an X-ray image tube having an input field of view of 9 inches and an output diameter of 25 mm, the effect of improving the CTF curve was obtained as shown in FIG. At this time, as in the case of the experiment of the screen alone, sample C has a lower luminance ((cd / m 2 ) / mRisec) than sample A, but in order to prevent the lowering of the luminance, It is only necessary to reduce the concentration of the absorbing material or to limit the part including the light absorbing material to a part in the thickness direction of the input fluorescent screen, and to adjust the concentration and structure according to the brightness required for each application of the X-ray image tube. You should consider.
【0062】なお、上記実施例のように、0.02wt
%のよう化銅の混入では、十分な透明度が得られてお
り、光電面16からはなれた部分の発光にも寄与してお
り、X線イメージ管の重要な性能ファクターであり、入
射X線信号をできるだけ多く有効な信号として取り出す
能力の劣化は少ない。As in the above embodiment, 0.02 wt.
% Of copper iodide, a sufficient transparency is obtained and it contributes to the emission of light from the photocathode 16, which is an important performance factor of the X-ray image tube. Is reduced as little as possible as an effective signal.
【0063】上述のように、一旦、結晶中に光吸収材の
元となるイオンを混入させ、後の酸化処理により光吸収
材の元になるものを結晶界面に析出させる一連の工程
は、高分解性能が要求されるX線イメージ管のファイバ
構造を持った入力蛍光スクリーンの形成工程に組み合わ
せることにより、絶大な効果を発揮し、なおかつ、非常
に簡単な所望の構造が得られるので、工業的生産手段と
しても有用である。As described above, a series of steps of once mixing the ions as the source of the light absorbing material into the crystal and precipitating the source of the light absorbing material at the crystal interface by the subsequent oxidization process is high. By combining it with the process of forming an input fluorescent screen having a fiber structure of an X-ray image tube that requires disassembly performance, a great effect can be exhibited and a very simple desired structure can be obtained. It is also useful as a means of production.
【0064】また、他の実施例として、酸化銅に代えて
酸化鉄を用いた構成について説明する。As another example, a structure using iron oxide instead of copper oxide will be described.
【0065】そして、図1に示す実施例の第1の不連続
蛍光体層12に、銅に代えて平均濃度0.1wt%以下、
より好ましくは0.01〜0.1wt%の鉄(Fe)を
混入し、第1の不連続蛍光体層12の各ファイバ体12a の
結晶中の表面に、酸化鉄(Fe2 O3 )からなる黒色膜
16を被覆したものである。Then, in the first discontinuous phosphor layer 12 of the embodiment shown in FIG. 1, instead of copper, an average concentration of 0.1 wt% or less,
More preferably, 0.01 to 0.1 wt% of iron (Fe) is mixed, and iron oxide (Fe 2 O 3 ) is added to the surface of the crystal of each fiber body 12a of the first discontinuous phosphor layer 12 from iron oxide (Fe 2 O 3 ). Black film
16 is coated.
【0066】なお、鉄という元素は、蛍光体を主として
構成するたとえばナトリウム付活よう化セシウム(Cs
I:Na)などの元素イオンよりも、酸素に対して活性
であるとともに、第2の不連続蛍光体層13の結晶中で金
属イオンとして存在する場合よりも、結晶外で酸化物と
して存在する場合の方が、効果的に蛍光体の発光を吸収
するものである。The element iron is a phosphor mainly composed of, for example, sodium-activated cesium iodide (Cs).
(I: Na), which is more active than oxygen as an element ion, and is present as an oxide outside the crystal than when it is present as a metal ion in the crystal of the second discontinuous phosphor layer 13. In this case, the light emitted from the phosphor is effectively absorbed.
【0067】なお、同様に、隣接するファイバ体12a の
間隔、すなわち光学的界面の間隔は、0.1〜40μm
が好ましく、より好ましくは0.1〜3μmであり、フ
ァイバ体12a の径は40μm以下が好ましく、より好ま
しくは5〜15μmである。Similarly, the distance between the adjacent fiber bodies 12a, that is, the distance between the optical interfaces is 0.1 to 40 μm.
Is more preferable, 0.1 to 3 μm is more preferable, and the diameter of the fiber body 12a is preferably 40 μm or less, and more preferably 5 to 15 μm.
【0068】このように、鉄を用いる場合にも図2に示
す入力蛍光スクリーンの製造装置を使用する。Thus, even when iron is used, the apparatus for manufacturing the input fluorescent screen shown in FIG. 2 is used.
【0069】このように鉄を用いる場合、一方のボート
23には、0.02wt%のよう化鉄(FeI2 )が混入
されたよう化セシウム(CsI)および微量のよう化ナ
トリウム(NaI)が、他方のボート24には、よう化セ
シウム(CsI)および微量のよう化ナトリウム(Na
I)が入れられている。そして、よう化銅を含んだ第1
の不連続蛍光体層12および第2の不連続蛍光体層13と同
様の動作を行ない、最後に、アルミニウム基板11を空気
中にさらし280℃で5時間ベーキングして形成する。When iron is used as described above, one boat is used.
Cesium iodide (CsI) mixed with 0.02 wt% of iron iodide (FeI 2 ) and a trace amount of sodium iodide (NaI) were used for 23, and cesium iodide (CsI) was used for the other boat 24. And a small amount of sodium iodide (Na
I) is included. And the first containing copper iodide
The discontinuous phosphor layer 12 and the second discontinuous phosphor layer 13 are subjected to the same operations, and finally, the aluminum substrate 11 is exposed to the air and baked at 280 ° C. for 5 hours to be formed.
【0070】さらに、上記入力蛍光スクリーンの構造が
得られる理由について説明する。Further, the reason why the structure of the input fluorescent screen is obtained will be described.
【0071】X線イメージ管の入力蛍光スクリーンを構
成する物質であるよう化セシウム(CsI)は、イオン
結晶であるから、格子中のセシウムイオン(Cs+ )も
しくはよう素イオン(I- )は、容易に他の化学種イオ
ンと置き変わることができる。たとえば、入力蛍光スク
リーンにおいては、発光効率を上げるために、化学式5
に示すように、タリウムイオン(Tl+ )、ナトリウム
イオン(Na+ )を微量添加している。Since cesium iodide (CsI), which is a substance constituting the input fluorescent screen of the X-ray image tube, is an ionic crystal, cesium ions (Cs + ) or iodine ions (I − ) in the lattice are It can easily replace other species ions. For example, in the input fluorescent screen, in order to increase the luminous efficiency, the chemical formula 5
As shown in (3), a trace amount of thallium ion (Tl + ) and sodium ion (Na + ) is added.
【0072】[0072]
【化5】 この性質を利用すると、結晶格子を保ったまま、第1の
不連続蛍光体層12に光吸収物質を混入することができ
る。これは、多価イオンでも可能であり、添加量が少な
い場合は第1の不連続蛍光体層12の蛍光体本来の物性を
損ねることは少ない。また、たとえば2価の鉄イオン
(Fe++)の場合は、化学式6に示すようになる。[Chemical 5] By utilizing this property, the light absorbing substance can be mixed into the first discontinuous phosphor layer 12 while maintaining the crystal lattice. This is also possible with polyvalent ions, and when the amount of addition is small, the original physical properties of the phosphor of the first discontinuous phosphor layer 12 are less likely to be impaired. Further, for example, in the case of divalent iron ion (Fe ++ ), the chemical formula 6 is obtained.
【0073】[0073]
【化6】 なお、このような構造の結晶は、よう化セシウムによう
化銅の粉末同士を混ぜ合わせたものを真空蒸着すること
により得られる。[Chemical 6] The crystal having such a structure can be obtained by vacuum-depositing a mixture of cesium iodide and copper iodide powder.
【0074】また、鉄イオン(Fe++)は、蛍光体を構
成するセシウムイオン(Cs+ )およびよう素イオン
(I- )に比べて酸素(O2 )に対して活性であるか
ら、空気中にさらすことにより酸化させることができ
る。Further, the iron ion (Fe ++ ) is more active against oxygen (O 2 ) than the cesium ion (Cs + ) and iodine ion (I − ) which form the phosphor, It can be oxidized by exposing it to the inside.
【0075】このときAt this time
【化7】 の反応式となる。そして、酸素は、第1の不連続蛍光体
層12の内部より、光学的界面に多く供給されるため、光
学的界面を中心に反応が生ずる。[Chemical 7] It becomes the reaction formula of. Oxygen is supplied to the optical interface from the inside of the first discontinuous phosphor layer 12 in a large amount, so that the reaction occurs mainly at the optical interface.
【0076】さらに、不連続蛍光体層12の表面付近の酸
化反応が進むにつれて鉄イオン(Fe++)が欠乏するも
のの、加熱によりバルク中の鉄イオン(Fe++)が拡散
して補充されるから、反応はさらに進み、不連続蛍光体
層12の結晶表面、すなわち光学的界面に近いほど高濃度
の酸化鉄(Fe2 O3 )の黒色膜16が形成される。[0076] Further, although the iron ions as an oxidation reaction in the vicinity of the surface of the discontinuous phosphor layer 12 progresses (Fe ++) is depleted, iron ions in the bulk (Fe ++) is replenished by diffusion by heating Therefore, the reaction proceeds further, and the black film 16 of iron oxide (Fe 2 O 3 ) having a higher concentration is formed closer to the crystal surface of the discontinuous phosphor layer 12, that is, closer to the optical interface.
【0077】また、よう化セシウム(CsI)に含有す
る光吸収物質としては、鉄イオン(Fe++)、銅イオン
(Cu+ )以外の物質として、クロム(Cr)、ストロ
ンチウム(Sr)、マグネシウム(Mg)、水銀(H
g)のように鉄(Fe)に近い化学的性質を示し、よう
化セシウム(CsI)の結晶格子中に取り込まれる光吸
収物質なら、1個もしくは複数個の元素などを用いても
同様の効果が得られる。なお、蒸着プロセスにおいて、
よう化セシウム(CsI)に近い蒸気圧で、同時に蒸発
するものである必要はある。As the light-absorbing substance contained in cesium iodide (CsI), chromium (Cr), strontium (Sr), magnesium other than iron ion (Fe ++ ) and copper ion (Cu + ) can be used. (Mg), mercury (H
As shown in g), if it is a light-absorbing substance that exhibits a chemical property close to that of iron (Fe) and is incorporated into the crystal lattice of cesium iodide (CsI), the same effect can be obtained by using one or more elements. Is obtained. In the vapor deposition process,
It must be vaporized at a vapor pressure close to that of cesium iodide (CsI).
【0078】さらに、酸素(O2 )以外のたとえば窒素
ガス(N2 )、アンモニアガスなどの気体雰囲気中で着
色する物質でも有効である。なお、窒素を含む雰囲気中
で熱処理を行なう場合には、クロム、鉄などを使用可能
である。Further, a substance which is colored in a gas atmosphere other than oxygen (O 2 ) such as nitrogen gas (N 2 ) or ammonia gas is also effective. When heat treatment is performed in an atmosphere containing nitrogen, chromium, iron, etc. can be used.
【0079】またさらに、第2の不連続蛍光体層13は光
電面15に近いため、光電面15の変質を避けるため、鉄
(Fe)のような光吸収物質を含まないものがよい場合
もある。Furthermore, since the second discontinuous phosphor layer 13 is close to the photocathode 15, it may be preferable that the second discontinuous phosphor layer 13 does not contain a light absorbing substance such as iron (Fe) in order to avoid alteration of the photocathode 15. is there.
【0080】以上説明したX線イメージ管は、X線管お
よび撮像装置と組み合わせて、X線撮影システムとして
使用することが可能で、たとえば図7は、透視系および
間接撮影系X線撮影システムの一例を示す図である。The X-ray image tube described above can be used as an X-ray imaging system in combination with the X-ray tube and the image pickup device. For example, FIG. 7 shows a perspective system and an indirect imaging system X-ray imaging system. It is a figure which shows an example.
【0081】図7に示すように、X線管31に対して、X
線イメージ管32を配置し、このX線イメージ管32のX線
グリッド33に対向して被写体34を配置する。一方、X線
イメージ管32の出力側には、ハーフミラー35を配置し、
このハーフミラー35によりテレビジョンレンズ36を介し
てテレビジョンカメラ37に送られテレビジョンモニタ38
に映像できるようにするとともに、シネカメラ39および
スポットカメラ40に映像されるようになっている。As shown in FIG. 7, with respect to the X-ray tube 31, X
The line image tube 32 is arranged, and the subject 34 is arranged so as to face the X-ray grid 33 of the X-ray image tube 32. On the other hand, a half mirror 35 is arranged on the output side of the X-ray image tube 32,
This half mirror 35 sends it to a television camera 37 via a television lens 36 and a television monitor 38.
And the cine camera 39 and the spot camera 40.
【0082】また、X線イメージ管32は、図8に示すよ
うに、真空外囲器41の一面側に形成された入力窓42側の
内部側に、アルミニウム基板11に第1の不連続蛍光体層
12および第2の不連続蛍光体層13からなる入力蛍光スク
リーン14が形成されている。さらに、真空外囲器41の入
力窓42と反対側には、出力面43が形成され、この出力面
43の内面側には陽極44が設けられている。そして、入力
蛍光スクリーン14と陽極44間には、真空外囲器41の内面
に沿って集束電極45が複数形成されている。As shown in FIG. 8, the X-ray image tube 32 has a first discontinuous fluorescence on the aluminum substrate 11 on the inner side of the input window 42 formed on one surface of the vacuum envelope 41. Body layer
An input phosphor screen 14 consisting of 12 and a second discontinuous phosphor layer 13 is formed. Further, an output surface 43 is formed on the side of the vacuum envelope 41 opposite to the input window 42.
An anode 44 is provided on the inner surface side of 43. A plurality of focusing electrodes 45 are formed along the inner surface of the vacuum envelope 41 between the input fluorescent screen 14 and the anode 44.
【0083】そして、X線管31からX線が被写体34に照
射され、被写体34を透過してX線透視像が形成される。
このX線透視像は、X線グリッド33を通り、散乱X線が
除去されて、X線イメージ管32に入射する。また、X線
イメージ管32は、入力窓42からX線を入射し、入力蛍光
スクリーン14にて変換し、集束電極45にて集束し、陽極
44により出力面43に可視光像に変換して出力する。そし
て、透視系の場合にはテレビジョンレンズ36を透過して
テレビジョンカメラ37により撮像され、テレビジョンモ
ニタ38上にX線透視像が出力される。間接撮影系の場合
にはハーフミラー35により、光量の90%をシネカメラ
39に送り込み、残りの10%をテレビジョンカメラ37に
送ってテレビジョンモニタ38上にX線透視像が出力され
る。また、必要に応じて、ハーフミラー35が反転して9
0%の光がスポットカメラ40の側に送り込まれ、ロール
フィルムまたはカットフィルム上にX線透視像を印画す
る。Then, the X-ray tube 31 irradiates the subject 34 with X-rays and transmits the subject 34 to form an X-ray transparent image.
The X-ray fluoroscopic image passes through the X-ray grid 33, the scattered X-rays are removed, and the X-ray transparent image enters the X-ray image tube 32. In addition, the X-ray image tube 32 receives X-rays from the input window 42, converts the X-rays at the input fluorescent screen 14, and focuses them at the focusing electrode 45 to form an anode.
A visible light image is converted and output on the output surface 43 by 44. Then, in the case of the fluoroscopic system, it is transmitted through the television lens 36, imaged by the television camera 37, and an X-ray fluoroscopic image is output on the television monitor 38. In the case of indirect photography system, half mirror 35 is used for cine camera
The remaining 10% is sent to the television camera 37 and the X-ray fluoroscopic image is output on the television monitor 38. If necessary, the half mirror 35 can be inverted to
0% of the light is sent to the spot camera 40 side to print an X-ray fluoroscopic image on a roll film or a cut film.
【0084】このように、上記実施例のX線イメージ管
によれば、高感度撮像素子を組み合わせることによりS
/N比は従来と同等で、かつ高分解性能を有することが
できる。As described above, according to the X-ray image tube of the above-described embodiment, the S
The / N ratio is the same as the conventional one, and it can have high decomposition performance.
【0085】また、柱状結晶であるファイバ体12a に黒
色膜16を析出させているため、ファイバ体12a の一点で
発光した光が、ファイバ体12a 間を透過しないため、輝
度を下げることなく、コントラスト、解像度が向上す
る。Further, since the black film 16 is deposited on the fiber body 12a which is a columnar crystal, the light emitted at one point of the fiber body 12a does not pass through between the fiber bodies 12a, so that the brightness is not lowered and the contrast is reduced. , The resolution is improved.
【0086】さらに、第1の不連続蛍光体層12および第
2の不連続蛍光体層13はそれぞれファイバ体12a および
ファイバ体13a にて形成されているため、アルミニウム
基板11側から光電面15に出力されるまでに通過する界面
数が多くなり、減衰率が向上して光の散乱は抑えられ
る。また、面抵抗の小さい光電面15となるので、輝度の
向上が図れる。Further, since the first discontinuous phosphor layer 12 and the second discontinuous phosphor layer 13 are formed of the fiber body 12a and the fiber body 13a, respectively, the aluminum substrate 11 side to the photocathode 15 are formed. The number of interfaces that pass through before being output increases, the attenuation rate improves, and light scattering is suppressed. Further, since the photocathode 15 has a small surface resistance, the brightness can be improved.
【0087】また、入力蛍光スクリーン14を構成する蛍
光体柱状結晶の相互に隣接する側面には、内部より光吸
収元素の濃度が高い、この元素の化合物を含む光吸収層
が形成されているため、横方向の光の拡散が抑制され、
それによって分解能の向上が可能である。また、ファイ
バ体12a と第2の不連続蛍光体層13との界面には光吸収
層が存在しないため、発光効率および輝度の低下が少な
い。Since the phosphor columnar crystals constituting the input phosphor screen 14 are adjacent to each other on their side surfaces, a light absorption layer containing a compound of this element having a higher concentration of the light absorption element than the inside is formed. , Lateral light diffusion is suppressed,
Thereby, the resolution can be improved. Further, since there is no light absorption layer at the interface between the fiber body 12a and the second discontinuous phosphor layer 13, the luminous efficiency and the luminance are not significantly reduced.
【0088】[0088]
【発明の効果】本発明のX線イメージ管によれば、基体
の上にX線の入射により蛍光体が発する光を吸収する光
吸収物質を含有した柱状結晶からなる第1の不連続蛍光
体層を形成し、第1の不連続蛍光体層の上にX線の入射
により蛍光体が発する光を吸収する光吸収物質を含有し
第1の不連続蛍光体層の柱状結晶より径小の柱状結晶か
らなる第2の不連続蛍光体層とを形成したため、到達す
るまでに通過する界面の数が多くなり、減衰率が大きく
なるため、光の散乱が抑えられ、輝度が向上することが
できる。According to the X-ray image tube of the present invention, the first discontinuous phosphor made of a columnar crystal containing a light absorbing substance that absorbs the light emitted by the phosphor upon incidence of X rays on the substrate. Forming a layer, containing a light absorbing substance that absorbs the light emitted by the phosphor upon incidence of X-rays on the first discontinuous phosphor layer, and has a diameter smaller than that of the columnar crystals of the first discontinuous phosphor layer. Since the second discontinuous phosphor layer made of columnar crystals is formed, the number of interfaces that pass through the layer increases and the attenuation rate increases, so that light scattering is suppressed and brightness is improved. it can.
【図1】本発明のX線イメージ管の入力蛍光スクリーン
の一実施例を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of an input fluorescent screen of an X-ray image tube of the present invention.
【図2】同上X線イメージ管の入力蛍光スクリーンの製
造装置を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory view showing an apparatus for manufacturing an input fluorescent screen of the X-ray image tube of the above.
【図3】同上入力面のアニール工程中のよう素ガス発生
総量の時間との関係を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing the relationship between the total amount of iodine gas generated and the time during the annealing process of the input surface.
【図4】同上X線イメージ管の入力蛍光スクリーンと従
来例の入力蛍光スクリーンとのCTF値を示すグラフで
ある。FIG. 4 is a graph showing CTF values of the input fluorescent screen of the X-ray image tube and the input fluorescent screen of the conventional example.
【図5】同上入力面の分光透過光量を示すグラフであ
る。FIG. 5 is a graph showing the amount of spectrally transmitted light on the input surface of the same.
【図6】同上X線イメージ管の入力蛍光スクリーンと従
来例の入力蛍光スクリーンとのCTF値を示すグラフで
ある。FIG. 6 is a graph showing CTF values of the input fluorescent screen of the X-ray image tube and the input fluorescent screen of the conventional example.
【図7】同上X線イメージ管を用いたシステムを示す説
明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing a system using the X-ray image tube of the same as above.
【図8】同上X線イメージ管を示す説明図である。FIG. 8 is an explanatory view showing the X-ray image tube of the same as above.
【図9】従来例のX線イメージ管の入力蛍光スクリーン
を示す断面図である。FIG. 9 is a sectional view showing an input fluorescent screen of an X-ray image tube of a conventional example.
【図10】入射角と反射との関係を示す説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram showing a relationship between an incident angle and reflection.
11 基体としてのアルミニウム基板 12 第1の不連続蛍光体層 13 第2の不連続蛍光体層 11 Aluminum Substrate as Base 12 First Discontinuous Phosphor Layer 13 Second Discontinuous Phosphor Layer
Claims (1)
る光を吸収する光吸収物質を含有した柱状結晶からなる
第1の不連続蛍光体層と、 この第1の不連続蛍光体層の上に形成されX線の入射に
より蛍光体が発する光を吸収する光吸収物質を含有し前
記第1の不連続蛍光体層の柱状結晶より径小の柱状結晶
からなる第2の不連続蛍光体層とを具備したことを特徴
とするX線イメージ管。1. A base, a first discontinuous phosphor layer formed of a columnar crystal containing a light absorbing substance formed on the base and absorbing light emitted from the phosphor upon incidence of X-rays, and the first discontinuous phosphor layer. Columnar crystals having a diameter smaller than that of the columnar crystals of the first discontinuous phosphor layer, the columnar crystals being formed on the first discontinuous phosphor layer and containing a light absorbing substance that absorbs the light emitted by the phosphor upon incidence of X-rays. An X-ray image tube, comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19117392A JPH0636714A (en) | 1992-07-17 | 1992-07-17 | X-ray image tube |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19117392A JPH0636714A (en) | 1992-07-17 | 1992-07-17 | X-ray image tube |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0636714A true JPH0636714A (en) | 1994-02-10 |
Family
ID=16270118
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19117392A Pending JPH0636714A (en) | 1992-07-17 | 1992-07-17 | X-ray image tube |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0636714A (en) |
-
1992
- 1992-07-17 JP JP19117392A patent/JPH0636714A/en active Pending
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