JP2008171777A - Ｘ線イメージ管 - Google Patents

Abstract

【課題】メタルバックの剥離を防止することが可能なＸ線イメージ管を提供すること。
【解決手段】Ｘ線イメージ管１は、真空外囲器２の出力窓２２に、フェースプレート６１の上面に設けられた出力蛍光膜６２と、フェースプレート６１上段上面と下段上面とを連続させた曲面部６５と、フェースプレート６１上面に蒸着させたメタルバック６３と、このメタルバック６３と導通させた陽極５とを備えた出力部６を有する構成とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、Ｘ線像を可視光像に変換させるＸ線イメージ管に関し、特にＸ線イメージ管の出力部の部品点数を削減させることが可能な技術に関する。

被写体等にＸ線を透過し、このＸ線像を可視光像等に変換するＸ線イメージ管は、Ｘ線を電子線に変換し、この電子線を可視光とするような光増幅を行う所謂Ｉ．Ｉ．（Ｉｍａｇｅ Ｉｎｔｅｎｓｉｆｉｅｒ）として、Ｘ線レントゲン等に用いられている。

このようなＸ線イメージ管を図６及び図７を用いて説明する。図６はＸ線イメージ管１０１を模式的に示す説明図、図７は同イメージ管１０１の出力部１０６の構成を示す断面図である。なお、図６中ＬはＸ線、Ｍは電子線、Ｎは可視光像、Ｔは被写体をそれぞれ示す。

図６に示すように、Ｘ線イメージ管１０１は、内部を低圧とすることで略真空に保持可能であり、入力窓２１及び出力窓２２を有する筒型の真空外囲器２を備えている。真空外囲器２の入力窓２１は、Ｘ線Ｌを光へと変換させる入力蛍光膜３２、及び、光により電子線Ｍを発生させる光電膜３３を有する入力部３が設けられている。真空外囲器２の内部には、入力部３により発生させた電子線Ｍを収束させるための複数の収束電極４と、この複数の収束電極４により収束された電子線Ｍを加速させる陽極１０５とを備えている。真空外囲器２の出力窓２２には、加速された電子線Ｍを光に変換させ可視光像Ｎとして出力する出力部１０６が設けられている。

出力部１０６は、小径及び大径の２段（以下、小径側を上側とする）に形成され、下面が可視光像Ｎの出力面に形成されているフェースプレート１６１を備えている。このフェースプレート１６１は、フェースプレート１６１上段上面に設けられた出力蛍光膜１６２と、フェースプレート１６１上段上面及び出力蛍光膜１６２上面に蒸着されたメタルバック１６３と、このフェースプレート１６１上段上面でありメタルバック１６３上に設けられた複数（例えば３〜５）のアノードコンタクト板１６５と、フェースプレート１６１下段上面に融着された出力フェース融着板６４と、下面の１部がアノードコンタクト板１６５に接触するように出力フェース融着板６４に設けられた陽極１０５と、を備え、この出力フェース融着板６４は真空外囲器２の出力窓２２に溶接されている。

このようなＸ線イメージ管１０１は、例えば、Ｘ線発生装置９から放射されたＸ線Ｌが、被写体Ｔである人間を介してＸ線イメージ管１０１へと入射される。これにより、Ｘ線ＬはＸ線像としてＸ線イメージ管１０１の入力部３へ入力され、入力部３で電子線Ｍへと変換する。真空外囲器２の内部に設けられた収束電極４と陽極１０５により電子線Ｍは収束・加速され、フェースプレート１６１の出力蛍光膜１６２を介することで、フェースプレート１６１の出力面から可視光像Ｎが出力される。

このようにして、Ｘ線Ｌを可視光像Ｎへと変換するのがＸ線イメージ管１０１である。ここで、上述した陽極１０５は、電子線Ｍを加速させ、さらに、画像が暈ける現象である所謂ハッチングを防止するために、常時、陽極１０５に高電圧（例えば２５〜３０ｋＶ）を印加させている。陽極１０５は、陽極１０５と例えば陰極である入力部３及びグランド（ＧＮＤ）とが接続されるように形成されている。

このとき、図７に示すフェースプレート１６１の上段上面に蒸着されたメタルバック１６３とフェースプレート１６１下段上面のメタルバック１６３とは導通していない。これは、フェースプレート１６１の上段の外周縁であるエッジ部が略垂直であるため、メタルバック１６３を蒸着した場合に、メタルバック１６３が連続して蒸着されないためである。陽極１０５とフェースプレート１６１上段上面のメタルバック１６３とが導通していないと、フェースプレート１６１上段面のエッジ部分において、フェースプレート１６１上段上面とフェースプレート１６１下段上面とで電位が動く所謂スパークが発生してしまう。このスパークが発生すると、出力する可視光像にブレや暈け等のハッチングが発生してしまう。

また、フェースプレート１６１上段上面に設けられた出力蛍光膜１６２の上面のメタルバック１６３に高圧電圧が印加されないと、このメタルバック１６３を通過する電子線Ｍを加速させることもできない。

そこで、上述した構成のように、フェースプレート１６１上段上面にアノードコンタクト板１６５を設置させ、このアノードコンタクト板１６５と陽極１０５とを接触させることにより、メタルバック１６３と陽極１０５とが同電位に保持されている。

Ｘ線イメージ管は上述したようなＸ線イメージ管１０１や、アノードコンタクト板１６５と同様にマスキングプレートをメタルバック層に接触させるＸ線イメージ管（例えば特許文献１参照）が知られている。
特開２００２−１５６９０号公報

図７に示すように、従来のＸ線イメージ管１０１では、フェースプレート１６１上面に蒸着されたメタルバック１６３は、このフェースプレート１６１の上段外周縁と下段上面とが略直角に形成されているため連続しない。これでは陽極１０５とフェースプレート１６１の上面に蒸着されたメタルバック１６３とは導通しない。そこで、図７に示すようなアノードコンタクト板１６５をフェースプレート１６１上段上面に設け、このアノードコンタクト板１６５と陽極１０５とを接触させることで、確実にメタルバック１６３と陽極１０５とを導通させる構成としている。

これは、メタルバック１６３と陽極１０５とを確実に導通させることができないと、例えばフェースプレート１６１の上段外周縁のメタルバック１６３と下段上面のメタルバック１６３とで、高電圧の移動である所謂スパークが発生してしまう。このスパークが発生すると、出力する可視光像Ｎにブレ等の微小移動が発生することや、可視光像Ｎの暈けの原因となるためである。

しかし、上述したようなＸ線イメージ管１０１では、メタルバック１６３は、厚さ約３５００Å程度に蒸着されたＡｌ等で構成されているため、メタルバックの上面にアノードコンタクト板１６５等を設置する際に、アノードコンタクト板１６５がメタルバック１６３を剥離させてしまう可能性がある。メタルバック１６３が剥離されると、各構成品の機能低下、耐電圧低下、非導通及び真空外囲器２内の異物等のさまざまな悪影響の発生要因となる。また、アノードコンタクト板１６５を用いると、構成品の点数が増加するとともに、組立時における工程も増加してしまう。このために、製造コストも高くなってしまう。

そこで本発明は、Ｘ線イメージ管において、簡単な構造でメタルバックと陽極とを導通させることで、製造コストを低減させるとともに、メタルバックの剥離を防止することが可能なＸ線イメージ管を提供することを目的としている。

前記課題を解決し目的を達成するために、本発明のＸ線イメージ管は次のように構成されている。

開口端にＸ線像の入力窓及び可視光像の出力窓がそれぞれ形成され内部が減圧状態で保持される筒状の真空外囲器と、上記入力窓近傍に設けられ、入力されたＸ線を電子線に変換させる入力部と、上記真空外囲器内部に設けられ、上記電子線を収束及び／又は加速させる複数の電極と、上記出力窓近傍に設けられ、大径円板を有し、この大径円板表面上、かつ、この大径円板と同軸上の上記Ｘ線の入力側に小径円板が凸形状を形成するフェースプレート、上記小径円板の上記Ｘ線入力側に設けられ、上記電子線を可視光に変換する蛍光膜、この蛍光膜表面及び上記フェースプレートの上記Ｘ線入力側表面に蒸着されたメタルバックを有する出力部と、上記フェースプレートの上記Ｘ線の入力側に設けられ、高電圧が印加される陽極と、上記メタルバックと上記陽極とを導通させる導通部を備え、上記フェースプレートは、上記メタルバックが蒸着される際、上記小径円板Ｘ線入力側に上記メタルバックが蒸着された部位と、上記大径円板Ｘ線入力側に上記メタルバックが蒸着された部位との上記メタルバックが一体になるよう設けられた連続部を具備することを特徴とする。

本発明によれば、Ｘ線イメージ管において、簡単な構造でメタルバックと陽極とを導通させることで、製造コストを低減させるとともに、メタルバックの剥離を防止することが可能なＸ線イメージ管を提供することが可能となる。

図１は本発明の一実施の形態に係るＸ線イメージ管１の使用の一例を模式的に示す説明図、図２は同Ｘ線イメージ管１の出力部６を模式的に示す断面図、図３は同出力部のフェースプレート６１の導通方向Ｆを示す斜視図である。なお、図１中ＬはＸ線を、Ｍは電子線を、Ｎは可視光像を、Ｔは被写体を、図３中Ｆは導通方向をそれぞれ示している。

図１、２に示すように、Ｘ線イメージ管１は、内部を減圧させることで略真空（例えば１０^−８〜１０^−９Ｔｏｒｒ）に保持可能であり、Ｘ線Ｌの入力窓２１及び可視光像Ｎの出力窓２２を有する筒型の真空外囲器２を備えている。真空外囲器２の入力窓２１には、Ｘ線Ｌが入射されるとともに、陰極として用いられる入力面３と、入力面３１より入射されたＸ線Ｌを光へと変換させる入力蛍光膜３２と、光により電子線Ｍを発生させる光電膜３３とを有する入力部３が設けられている。

真空外囲器２内部には、入力部３により発生した電子線Ｍを収束・加速させるための複数の収束（集束）電極４と、この複数の収束電極４により収束・加速された電子線Ｍを加速させる陽極５と、出力窓２２に設けられ、加速された電子線Ｍを光に変換させ可視光像Ｎとして出力する出力部６とを備えている。

収束電極４は、電子線Ｍの焦点を調整するためのフォーカス用収束電極４１と、電子線の範囲を調整するための視野可変用収束電極４２とが入力面側から順に設けられている。

出力部６は、電子線Ｍの入力側が２段に形成され（以下、電子線Ｍの入力側を上面とする）、下面が可視光像Ｎの出力面となるよう硝子等により形成されるとともに、この上段が下段よりも小さな径の円板状のフェースプレート６１と、このフェースプレート６１上段上面に設けられた出力蛍光膜６２と、フェースプレート６１上面及び出力蛍光膜６２上面に塗布されたメタルバック６３と、フェースプレート６１下段上面に高周波を印加することで融着された出力フェース融着板６４と、を備えている。

フェースプレート６１は、２段に形成されているフェースプレート６１の上段面外周縁全周が曲面に形成され、フェースプレート６１上段上面及び下段上面が曲面状により連続する曲面部６５を有している。フェースプレート６１上面に塗布されるメタルバック６３は、例えばＡｌ等が３５００Å（オングストローム）程度の厚みとなるように、例えば真空蒸着装置の内部にセットしたフェースプレート６１上面にＡｌを蒸着させることで形成させる。このように、メタルバック６３は、フェースプレート６１に設けられた曲面部６５上面に蒸着されることで、フェースプレート６１上段上面と下段上面とが少なくとも一部分で連続することとなる。

出力フェース融着板６４は、この出力フェース融着板６４に陽極５が設けられることで、メタルバック６３と陽極５とを導通させる。また、出力フェース融着板６４は、真空外囲器２の出力窓２２に溶接することで固着されている。

また、収束電極４や陽極５等に高電圧を供給するための高圧電源７が真空外囲器２の外部に設けられており、例えば真空外囲器２を保持する真空外囲器ケース（不図示）に一体に形成されている。この高圧電源７により、収束電極４には収束電圧が、陽極５には陽極電圧がそれぞれ印加される。また、この高圧電源７は、例えば、フォーカス用収束電極４１には数１００Ｖ程度、視野可変用収束電極４２には数１０００Ｖ及び陽極５及びフェースプレート６１のメタルバック６３には２５〜３０ｋＶの電極が印加され、陰極である入力面３１は０Ｖとなり、それぞれがアースであるグランド（ＧＮＤ）８１へと接続されるよう電源回路８が構成されている。

このように構成されたＸ線イメージ管１では、例えば、回転陽極Ｘ線管等のＸ線発生装置９から放射されたＸ線Ｌを、例えば検査対象の被写体Ｔ（図中では人間）を介して入力部３から入射される。Ｘ線イメージ管１では、入力部３の入力面３１から入射したＸ線Ｌ（Ｘ線像）をまず、入力蛍光膜３２により蛍光像である光へと変換させる。

次に、光電膜３３により、入力蛍光膜３２でＸ線Ｌから変換された光は、光電子である電子線Ｍへと変換される。このとき、光の明暗（蛍光像の強度）に比例した電子線Ｍに変換されることとなる。このようにして発生させた電子線Ｍは、出力部６側へ真空外囲器２の内部を移動する。電子線Ｍが移動する際、真空外囲器２内部に設けられた複数の収束電極４により、図１の電子線Ｍに示すように、電子線Ｍは加速・収束される。この加速・収束は、収束電極４に電圧が印加されることで行われる。この収束された電子線Ｍは、出力部６側に設けられた陽極５周辺で収束の頂点となるよう、収束電極４等に印加される電圧が調整される。

陽極５周辺において収束の頂点となった電子線Ｍは出力部６に設けられた出力蛍光膜６２への距離を移動する間、発散されていくとともに、陽極５により加速されることとなる。このように加速され、発散した電子線Ｍは、出力蛍光膜６２上に、出力蛍光膜６２がフェースプレート６１に設けられた範囲よりも小さい範囲に照射するようにフォーカス用収束電極４１及び視野可変用収束電極４２等により調整される。

出力蛍光膜６２に照射された電子線Ｍは、出力蛍光膜６２により光へと変換される。このとき、出力蛍光膜６２は、出力側へと発光するだけではなく、入力側へも発光することとなる。しかし、入力側への発光は、メタルバック６３により出力側へと反射されることで光が増強される。この光がフェースプレート６１を介して出力部６から可視光像Ｎとして出力され、この可視光像Ｎを例えばＣＣＤカメラ（不図示）により受光することで、ＣＣＤカメラの出力装置に出力する。

このように可視光像Ｎを出力する際には、上述にもあるように高圧電源７により各電極に高電圧が印加される。これにより、陽極５にも高電圧の陽極電圧が印加されるために、さらに電子線Ｍを加速させる。このとき、陽極５に接触しているメタルバック６３にも同電圧が印加されるため、メタルバック６３においても電子線Ｍは加速されることとなる。ここで、メタルバック６３に陽極５と同電圧を印加する範囲は、出力蛍光膜６２上を覆う範囲であればよい。

また、メタルバック６３は、出力蛍光膜６２全体に高電圧を印加することで電子線Ｍを加速させるだけではなく、出力蛍光膜６２の帯電防止及び出力蛍光膜６２からの光の反射の機能を有する。このため、メタルバック６３が損傷すると、メタルバック６３の損傷箇所に位置する出力蛍光膜６２の能力低下によるぼやけや出力低下が発生することとなる。

そこで、本実施のＸ線イメージ管１のように、フェースプレート６１に曲面部６５を有する構成とし、この曲面部６５にメタルバック６３を蒸着させることで、メタルバック６３を連続する膜状に形成することができる。このようにメタルバック６３を連続する膜状に形成することで、メタルバック６３と陽極５とを確実に導通させることが可能となる。

このため、図３の導通方向Ｆに示すように、フェースプレート６１を用いると、３６０度の範囲で導通が可能とる。たとえ、どこかの曲面部６５でメタルバック６３が連続せずに蒸着されたとしても、３６０度の範囲内のいずれかでメタルバック６３が導通していればよい。このように、曲面部６５を有することで、いずれかの箇所でメタルバック６３が確実に連続する。

また、メタルバック６３上面に、陽極５との導通をさせるための構成品を設ける必要がなくなるため、この構成品によるメタルバック６３の損傷及び剥離等を防止することが可能となり、出力蛍光膜６２の能力低下を防止することができる。

上述したように、一実施の形態にかかわるＸ線イメージ管１によれば、フェースプレート６１上段上面に陽極５とメタルバック６３との導通用の構成品を有さずとも、曲面部６５でメタルバック６３が連続して蒸着されるため、出力フェース融着板６４を介して確実にメタルバック６３と陽極５とを導通させることができる。

このことにより、陽極５とメタルバック６３との導通用の構成品をメタルバック６３上に設ける必要がなく、メタルバック６３の損傷を防止することができる。メタルバック６３の損傷を防止することで、出力蛍光膜６２の能力低下も防止することが可能となる。さらに、メタルバック６３の損傷による各電極間の耐電圧低下をも防止することが可能となる。また、メタルバック６３の損傷を防止することで、Ｘ線イメージ管１の信頼性の向上とすることもできる。さらに、損傷により剥離したメタルバック６３が、各構成品に付着すること等による性能低下も防止すことができる。

陽極５とメタルバック６３との導通用の構成品を設けなくてよいため、部品点数の低減及び組立工数の低減による製造コストの低減とすることもできる。

次に、上述した一実施の形態のＸ線イメージ管１の変形例としてＸ線イメージ管１Ａを図１、４及び５を用いて説明する。
図４は本発明の一実施の変形例に係るＸ線イメージ管１Ａの出力部６Ａに用いられるフェースプレート６１Ａを模式的に示す断面図、図５は同変形例に係るフェースプレート６１Ａの導通方向Ｆを示す斜視図である。なお、図４、５中において、図１〜３と同一機能部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図４、５に示すようにＸ線イメージ管１Ａは、出力部６Ａを備えている。この出力部６Ａに用いられるフェースプレート６１Ａは、フェースプレート６１Ａ上段上面外周縁に複数（図５中４箇所）の曲面部６５Ａを有している。

このようにフェースプレート６１Ａ上段上面外周縁に複数の曲面部６５Ａを有する構成とすることで、導通方向Ｆを複数個所得られるため、曲面部６５Ａのいずれかで確実に導通させることができる。また、フェースプレート６１Ａの上段上面外周縁の加工を、例えばフェースプレート６１Ａの研磨工程時に同時に加工することが可能となるため、加工コストの低減とすることができる。

なお、本発明は前記各実施の形態に限定されるものではない。例えば、上述した例では、フェースプレート６１、６１Ａ上段上面外周縁に複数箇所又は全周に曲面部６５、６５Ａを有するとしたが、これを曲面形状ではなく、平面形状としても適用できる。平面形状とし、メタルバック６３を蒸着させる際に、メタルバック６３をフェースプレート６１、６１Ａ上段上面及び下段上面で連続させることで、上述したフェースプレート６１、６１Ａと同等の機能を有することとなる。また、曲面形状ではなく平面形状とすることで、フェースプレート６１の加工を容易とすることができるため、より加工コストを低減することができる。また、上述したＸ線イメージ管の構成は上述したＸ線イメージ管１、１Ａの構成でなくとも適用できる。この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。

本発明の一実施の形態に係るＸ線イメージ管の使用の一例を模式的に示す説明図。 同Ｘ線イメージ管の出力部を模式的に示す断面図。 同出力部のフェースプレートの導通方向を示す斜視図。 本発明の一実施の変形例に係るＸ線イメージ管の出力部に用いられるフェースプレートを模式的に示す断面図。 同変形例に係るフェースプレートの導通方向を示す斜視図。 従来のＸ線イメージ管の使用の一例を模式的に示す説明図。 従来のＸ線イメージ管に用いられる出力部の構成を示す断面図。

符号の説明

１、１Ａ…Ｘ線イメージ管、２…真空外囲器、２１…入力窓、２２…出力窓、３…入力部、３１…入力面、３２…入力蛍光膜、３３…光電膜、４…収束電極、４１…フォーカス用収束電極、４２…視野可変用収束電極、５…陽極、６、６Ａ…出力部、６１、６１Ａ…フェースプレート、７…高圧電源、８…電源回路、８１…グランド（ＧＮＤ）、９…Ｘ線発生装置、Ｌ…Ｘ線、Ｍ…電子線、Ｎ…可視光像、Ｔ…被写体。

Claims (5)

1. 開口端にＸ線像の入力窓及び可視光像の出力窓がそれぞれ形成され内部が減圧状態で保持される筒状の真空外囲器と、
   上記入力窓近傍に設けられ、入力されたＸ線を電子線に変換させる入力部と、
   上記真空外囲器内部に設けられ、上記電子線を収束及び／又は加速させる複数の電極と、
   上記出力窓近傍に設けられ、大径円板を有し、この大径円板表面上、かつ、この大径円板と同軸上の上記Ｘ線の入力側に小径円板が凸形状を形成するフェースプレート、上記小径円板の上記Ｘ線入力側に設けられ、上記電子線を可視光に変換する蛍光膜、この蛍光膜表面及び上記フェースプレートの上記Ｘ線入力側表面に蒸着されたメタルバックを有する出力部と、
   上記フェースプレートの上記Ｘ線の入力側に設けられ、高電圧が印加される陽極と、
   上記メタルバックと上記陽極とを導通させる導通部を備え、
   上記フェースプレートは、上記メタルバックが蒸着される際、上記小径円板Ｘ線入力側に上記メタルバックが蒸着された部位と、上記大径円板Ｘ線入力側に上記メタルバックが蒸着された部位との上記メタルバックが一体になるよう設けられた連続部を具備することを特徴とするＸ線イメージ管。
2. 上記連続部表面が常に上記Ｘ線入力側に向うよう設けられていることを特徴とする請求項１に記載のＸ線イメージ管。
3. 上記連続部は、曲面形状に形成させることで上記フェースプレートの上記小径部Ｘ線入力側と上記大径部Ｘ線入力側とを連続させること特徴とする請求項１に記載のＸ線イメージ管。
4. 上記連続部は、上記フェースプレートの上記小径部外周縁全周に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のＸ線イメージ管。
5. 上記連続部は、上記フェースプレートの上記上段外周縁上に複数設けられていることを特徴とする請求項１に記載のＸ線イメージ管。

Images