JPH10162758A - Ｘ線イメージ管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】この発明は、輝度特性を下げることなく、コン
トラスト比を向上させることができ、また、製造の容易
なＸ線イメージ管を提供するものである。 【解決手段】この発明のＸ線イメージ管４１は、真空外
囲器５１、Ｘ線入力面１３および画像出力部５５を有し
ている。画像出力部は、真空外囲器の出力窓５１ａの内
側に形成された蛍光出力面 (出力スクリーン) ５５ａ並
びに出力窓の外側に形成されたバンドパスフィルタ５７
を有している。バンドパスフィルタは、４００ｎｍ以下
のスペクトルと６５０ｎｍ以上のスペクトルをほとんど
透過せず、また、４５０ｎｍおよび６００ｎｍでのスペ
クトルの透過率は、概ね５０％である。これにより、不
所望に輝度を低下させることなく、可視光像として捕ら
える必要のある発光スペクトルおよびその近傍のスペク
トルを、高いコントラスト比で獲得できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、Ｘ線により得ら
れる画像を可視光像または電気的画像信号に変換するＸ
線イメージ管に係り、より詳細には、Ｘ線イメージ管の
出力スクリーン用基板または出力窓に関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｘ線イメージ管は、人体や物体の内部構
造を調べるために有用であり、人体や物体に照射された
Ｘ線の透過濃度分布またはＸ線像を、可視光像あるいは
電気的画像信号に変換するために用いられる。

【０００３】Ｘ線イメージ管は、真空外囲器内に配設さ
れたＸ線入力部分 (入力面) 、出力蛍光面および光電変
換面からなり、図示しないＸ線源を出射されて対象物を
通過したＸ線すなわちＸ線投影像をＸ線入力部分すなわ
ち入力蛍光面で捕獲し、入力蛍光面で発光した光を光電
面において電子に変換して、Ｘ線イメージ管内に設けら
れた電極により形成された静電電子レンズ系によって電
子を出力蛍光面に加速および集束し、出力蛍光面で可視
光像に変換して外部に出力する。

【０００４】可視光像としてＸ線イメージ管外部に出力
される像のコントラスト比は、Ｘ線イメージ管が最も明
るく光る部分すなわち出力蛍光面 (出力部) における影
響が大きいことが知られている。このため、Ｘ線イメー
ジ管の出力像のコントラスト比を上げるために、例え
ば、出力スクリーン (または出力スクリーンを形成する
基板) の透過率を２０％ないし８０％程度まで著しく低
下させることにより出力の輝度を低下させて、コントラ
スト比を向上させる例がある。

【０００５】なお、Ｘ線イメージ管の出力像の輝度を低
下させることなくＸ線イメージ管の出力像のコントラス
ト比を向上するためには、出力窓のガラスの厚さを厚く
することが有益であるが、同窓ガラスの厚さが変化され
た場合、出力Ｘ線像を、後段に配置される撮像素子に入
力するための結像レンズの集束力 (パワー) を変更した
り、結像レンズの材質の屈折率を最適化する必要があ
る。

【０００６】また、特開昭６３−１０５４４９号公報に
は、出力スクリーンを形成するための基板と真空外囲器
をなす出力窓のガラスの枚数を低減して、出力スクリー
ンで発光される光が反射する界面の数を低減する例が開
示されている。

【０００７】一方、特開昭４９−１２８６７２号公報に
は、Ｘ線イメージ管から出力された光がＸ線イメージ管
で反射して戻らないように、アルカリ貴土類のフッ化化
合物からなる反射防止膜を形成した例が開示されてい
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、Ｘ線
イメージ管の輝度を著しく低下させてコントラスト比を
向上させることは、Ｘ線イメージ管の輝度特性を犠牲に
することにほかならず、Ｘ線イメージ管から出力される
可視光像を十分に活用できない問題がある。

【０００９】また、特開昭６３−１０５４４９号公報に
示されるように、出力スクリーンを形成するための基板
と真空外囲器をなす出力窓のガラスの枚数を低減する方
法では、真空外囲器フェースプレートを接着する必要が
ある。このフェースプレートは、真空外囲器に対して密
着されなければならず、繁雑な接着工程を必要とすると
ともに、歩留まりを低下させる問題がある。

【００１０】一方、特開昭４９−１２８６７２号公報に
開示されているように反射防止膜を使用する場合、反射
防止膜は、垂直以外から入射された光に対する反射防止
効果が著しく小さいため、Ｘ線イメージ管のように、静
電電子レンズ系を用いて電子を集束する場合には、十分
に機能しない問題がある。なお、反射防止膜をガラス面
に配置する場合、Ｘ線イメージ管の出力像の領域に対応
する広い範囲で均一な特性が必要となることから、その
製造が困難となる問題がある。

【００１１】またさらに、Ｘ線イメージ管の出力窓のガ
ラスの厚さを厚くすることで、出力像のコントラスト比
を向上させる方法では、後段に位置される結像レンズの
再設計が必要となったり、レンズと出力窓とが接触する
ような使用不能のレンズ配置が生じる問題がある。

【００１２】この発明の目的は、Ｘ線イメージ管の輝度
特性を下げることなく、また、Ｘ線イメージ管の製造上
の問題を回避しながら、コントラスト比を向上させるこ
とができるＸ線イメージ管を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記問題点
に基づきなされたもので、真空外囲器内の入力側に入力
スクリーンが配置され、出力側に出力スクリーンおよび
陽極が配置され、真空外囲器の側壁に沿って集束電極が
設けられているＸ線イメージ管において、前記出力スク
リーンの基板となるガラスあるいは前記真空外囲器の一
部をなす出力窓の透過率は、少なくとも前記出力スクリ
ーンの発光スペクトルを通過し、それ以外のスペクトル
に対する透過率が１０％以下であることを特徴とするＸ
線イメージ管を提供するものである。

【００１４】また、この発明は、真空外囲器内の入力側
に入力スクリーンが配置され、出力側に出力スクリーン
および陽極が配置され、真空外囲器の側壁に沿って集束
電極が設けられているＸ線イメージ管において、前記出
力スクリーンの基板となるガラスあるいは前記真空外囲
器の一部をなす出力窓の透過率は、前記出力窓に対して
外部から取り付けられた透過スペクトル規制部材によ
り、少なくとも前記出力スクリーンの発光スペクトルを
通過し、それ以外のスペクトルに対する透過率が１０％
以下となるよう透過率が規制されていることを特徴とす
るＸ線イメージ管を提供するものである。

【００１５】さらに、この発明は、真空外囲器内の入力
側に入力スクリーンが配置され、出力側に出力スクリー
ンおよび陽極が配置され、真空外囲器の側壁に沿って集
束電極が設けられているＸ線イメージ管において、前記
出力スクリーンの基板となるガラスあるいは前記真空外
囲器の一部をなす出力窓の透過率は、前記出力窓に外部
から取り付けられたバンドパスフィルタにより、少なく
とも前記出力スクリーンで発光される光のスペクトルを
通過し、それ以外のスペクトルに対する透過率が１０％
以下となるよう透過率が規制されていることを特徴とす
るＸ線イメージ管を提供するものである。

【００１６】また、この発明によれば、前記出力窓に対
して外部から取り付けられた透過スペクトル規制部材
は、前記出力スクリーンの基板となるガラスあるいは前
記真空外囲器の一部をなす出力窓の屈折率と実質的に等
しい屈折率のガラスで形成され、前記出力スクリーンの
基板となるガラスまたは前記真空外囲器の一部をなす出
力窓の屈折率と実質的に等しい屈折率の接着剤により前
記出力窓に固定されている。

【００１７】さらに、この発明によれば、前記バンドパ
スフィルタの透過率は、４５０ｎｍおよび６００ｎｍに
対して、概ね５０％で、５２５ｎｍにおいて、概ね９０
％であることを特徴としている。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施の形態について詳細に説明する。図１は、この発
明の実施の形態により製造される放射線励起蛍光面すな
わちＸ線入力面を有するＸ線イメージ管の一例を示す概
略断面図である。

【００１９】図１に示されるように、Ｘ線イメージ管１
は、ガラス等から形成される円筒状の真空外囲器１１、
アルミニウム (Ａｌ) あるいはアルミニウム合金により
形成され、図示しないＸ線源を出射されて対象物を通過
したＸ線すなわちＸ線投影像を捕獲するＸ線入力面１
３、Ｘ線入力面１３と対向する真空外囲器１１の他端に
配置され、Ｘ線入力面１３で捕獲されたＸ線に対応する
可視光像を出力する画像出力部１５を有している。

【００２０】上述したＸ線イメージ管１によれば、入力
面１３に入射したＸ線像は、基板１３ａを透過して蛍光
面１３ｂの蛍光体を励起し、入射面１３に入射されたＸ
線像に対応する蛍光を出射する。蛍光面１３ｂから出射
された蛍光は、光電面１３ｃにより光電子７に変換さ
れ、集束電極１７によって集束されながら加速電極１９
(陽極) により加速されて出力部１５に案内される。

【００２１】Ｘ線入力面１３は、詳細には、図示しない
Ｘ線源に向けて突出された凸状面を有する基板１３ａ、
基板１３ａの凸状面の背面に、例えば、蒸着等により蛍
光体層が成膜された蛍光面１３ｂおよび蛍光面１３ｂに
付加された光電面１３ｃからなり、被写体３を透過した
Ｘ線５を、Ｘ線像として捕らえる。

【００２２】出力部１５は、詳細には、真空外囲器１１
の一部をなす出力窓１１ａの内側に位置された出力スク
リーンすなわち蛍光出力面１５ａを有している。なお、
出力窓１１ａは、少なくとも蛍光出力面１５ａから出力
される光の発光スペクトルを透過し、それ以外の透過率
が１０％以下となるよう形成されている。このような特
性は、真空外囲器１１の出力窓１１ａに対応する部分
に、特定の不純物を含有させることによって、容易に得
られる。なお、一例として、出力スクリーン１５ａが、
例えば、硫化亜鉛系である場合、発光スペクトルは、５
２５ナノメートル(以下ｎｍと示す) をピークとして、
およそ４００ｎｍから６５０ｎｍの間であるから、出力
窓１１ａに対応される部分に、遷移金属 (鉄系) を含有
させることで、４００ｎｍ未満および６５０ｎｍ以上の
発光スペクトルの透過率は、ピークである５２５ｎｍの
透過率に比較して、１０％以下に低減される。

【００２３】図２は、図１に示したＸ線イメージ管の変
形例を示すもので、出力窓の近傍を抜き出した部分拡大
図である。なお、図１に示したＸ線イメージ管と同一の
構成には同一の符号を附して詳細な説明を省略する。

【００２４】図２に示されるように、Ｘ線イメージ管２
１は、ガラス等から形成される円筒状の真空外囲器３
１、アルミニウム (Ａｌ) あるいはアルミニウム合金に
より形成され、図示しないＸ線源を出射されて対象物を
通過したＸ線すなわちＸ線投影像を捕獲するＸ線入力面
１３、Ｘ線入力面１３と対向する真空外囲器１１の他端
に配置され、Ｘ線入力面１３で捕獲されたＸ線に対応す
る可視光像を出力する画像出力部３５を有している。

【００２５】画像出力部３５は、真空外囲器３１の出力
窓３１ａの内側すなわち真空外囲器３１内に形成された
蛍光出力面 (出力スクリーン) ３５ａ、並びに出力窓３
１ａの外側に形成された透過スペクトル規制部材３７を
有している。

【００２６】透過スペクトル規制部材３７は、真空外囲
器３１の出力窓３１ａのガラス材料の屈折率と実質的に
等しい屈折率を有するガラス板３７ａに、図１の出力窓
１１ａに対応する部分と同様に特定の不純物を含有さ
せ、出力窓３１ａのガラス材料の屈折率と実質的に等し
い屈折率を有する接着剤で固定することで提供される。

【００２７】この構造によれば、図１に示したＸ線イメ
ージ管に比較して、出力窓３１ａの部分に特別な加工を
必要としないことから、真空外囲器３１単体のコストお
よび歩留まりを向上できる。また、出力窓３１ａに、透
過スペクトル規制部材３７を接着すればよく、万一、透
過スペクトル規制部材３７の透過スペクトルが必要とさ
れるスペクトルを満足しない場合であっても、真空外囲
器３１については、再利用を可能とする。

【００２８】図３は、図１に示したＸ線イメージ管の変
形例を示すもので、出力窓の近傍を抜き出した部分拡大
図である。なお、図３に示したＸ線イメージ管と同一の
構成には同一の符号を附して詳細な説明を省略する。

【００２９】図３に示されるように、Ｘ線イメージ管４
１は、ガラス等から形成される円筒状の真空外囲器５
１、アルミニウム (Ａｌ) あるいはアルミニウム合金に
より形成され、図示しないＸ線源を出射されて対象物を
通過したＸ線すなわちＸ線投影像を捕獲するＸ線入力面
１３、Ｘ線入力面１３と対向する真空外囲器１１の他端
に配置され、Ｘ線入力面１３で捕獲されたＸ線に対応す
る可視光像を出力する画像出力部５５を有している。

【００３０】画像出力部５５は、真空外囲器５１の出力
窓５１ａの内側すなわち真空外囲器５１内に形成された
蛍光出力面 (出力スクリーン) ５５ａ、並びに出力窓５
１ａの外側に形成されたバンドパスフィルタ５７を有し
ている。

【００３１】バンドパスフィルタ５７は、例えば、シャ
ープカットフィルタＢ５６ (保谷ガラス製、商品名) と
Ｙ４４ (保谷ガラス製、商品名) のフィルタを少なくと
も一層以上交互に積層することで、容易に提供される。
この場合、図１で説明したスペクトルのピークである５
２５ｎｍにおける透過率は９０％以上となり、従来生じ
ていた輝度の低下は、実質的に発生しない。なお、上述
したフィルタ５７によれば、４００ｎｍ以下のスペクト
ルと６５０ｎｍ以上のスペクトルの透過は、ほとんど計
測されない。また、４５０ｎｍおよび６００ｎｍでのス
ペクトルの透過率は、概ね５０％である。

【００３２】一方、コントラスト比は、４０型Ｘ線イメ
ージ管において、入射視野を４０センチメートル (以
下、ｃｍと示す) とすると、１０ｍｍ直径コントラスト
比 (ＪＩＳＺ４７２１参照) が１５から１６へ、また、
１０％面積コントラスト比 (同ＪＩＳＺ参照) が２５か
ら３０へとそれぞれ改善されている。なお、上述した実
施の形態によれば、出力窓１１ａのガラスの厚さに影響
を及ぼさないことから、Ｘ線イメージ管１の後段に配置
される撮像素子に、出力窓１１ａの出力像を結像する結
像レンズの集束力すなわちパワーを変更したり、結像レ
ンズの材質の屈折率を最適化する必要がなくなる。この
ことは、Ｘ線イメージ管１の設計コストを低減するうえ
で非常に有益である。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明のＸ線イメ
ージ管によれば、不所望に輝度を低下させることなく、
可視光像として捕らえる必要のある発光スペクトルおよ
びその近傍のスペクトルを、高いコントラスト比で獲得
できる。これにより、対象物に照射されるＸ線の強度を
最小にできる。

【００３４】また、透過スペクトル規制部材あるいはバ
ンドパスフィルタは、Ｘ線イメージ管の出力窓の外側
に、真空外囲器と別体に配置されることから、真空外囲
器単体およびＸ線イメージ管の合計コストが低減され
る。

【００３５】さらに、Ｘ線イメージ管の出力窓のガラス
の厚さを変更することなく出力像のコントラスト比を高
めることができ、Ｘ線イメージ管の後段に位置される撮
像素子に出力像を結像する結像レンズのパワーを変更し
たりレンズの材質の屈折率を最適化するための繁雑な設
計作業およびそのコストが低減される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態が適用されるＸ線イメー
ジ管の一例を示す概略図。

【図２】図１に示したＸ線イメージ管の出力部の別の例
を示す概略図。

【図３】図１に示したＸ線イメージ管の出力部の別の例
を示す概略図。

【符号の説明】

１ …Ｘ線イメージ管、 １１ …真空外囲器、 １１ａ…出力窓、 １３ …Ｘ線入力面、 １５ …画像出力部、 １５ａ…蛍光出力面、 １７ …集束電極、 １９ …加速電極、 ３５ …画像出力部、 ３５ａ…蛍光出力面、 ３７ …透過スペクトル規制部材、 ５５ …画像出力部、 ５５ａ…蛍光出力面、 ５７ …バンドパスフィルタ。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】真空外囲器内の入力側に入力スクリーンが
   配置され、出力側に出力スクリーンおよび陽極が配置さ
   れ、真空外囲器の側壁に沿って集束電極が設けられてい
   るＸ線イメージ管において、 前記出力スクリーンの基板となるガラスあるいは前記真
   空外囲器の一部をなす出力窓の透過率は、少なくとも前
   記出力スクリーンの発光スペクトルを通過し、それ以外
   のスペクトルに対する透過率が１０％以下であることを
   特徴とするＸ線イメージ管。
2. 【請求項２】真空外囲器内の入力側に入力スクリーンが
   配置され、出力側に出力スクリーンおよび陽極が配置さ
   れ、真空外囲器の側壁に沿って集束電極が設けられてい
   るＸ線イメージ管において、 前記出力スクリーンの基板となるガラスあるいは前記真
   空外囲器の一部をなす出力窓の透過率は、前記出力窓に
   対して外部から取り付けられた透過スペクトル規制部材
   により、少なくとも前記出力スクリーンの発光スペクト
   ルを通過し、それ以外のスペクトルに対する透過率が１
   ０％以下となるよう透過率が規制されていることを特徴
   とするＸ線イメージ管。
3. 【請求項３】真空外囲器内の入力側に入力スクリーンが
   配置され、出力側に出力スクリーンおよび陽極が配置さ
   れ、真空外囲器の側壁に沿って集束電極が設けられてい
   るＸ線イメージ管において、 前記出力スクリーンの基板となるガラスあるいは前記真
   空外囲器の一部をなす出力窓の透過率は、前記出力窓に
   外部から取り付けられたバンドパスフィルタにより、少
   なくとも前記出力スクリーンで発光される光のスペクト
   ルを通過し、それ以外のスペクトルに対する透過率が１
   ０％以下となるよう透過率が規制されていることを特徴
   とするＸ線イメージ管。
4. 【請求項４】前記規制部材は、前記出力スクリーンの基
   板となるガラスあるいは前記真空外囲器の一部をなす出
   力窓の屈折率と実質的に等しい屈折率のガラスで形成さ
   れ、前記出力スクリーンの基板となるガラスまたは前記
   真空外囲器の一部をなす出力窓の屈折率と実質的に等し
   い屈折率の接着剤により前記出力窓に固定されることを
   特徴とする請求項２記載のＸ線イメージ管。
5. 【請求項５】前記バンドパスフィルタの透過率は、４５
   ０ｎｍおよび６００ｎｍに対して、概ね５０％で、５２
   ５ｎｍにおいて、概ね９０％であることを特徴とする請
   求項３記載のＸ線イメージ管。