JP2758213B2 - Ｘ線イメージ管装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、Ｘ線イメージ管装置に関する。

（従来の技術） 一般にＸ線像を可視光像に変換するＸ線イメージ管
は、医療診断用などに広く利用されている。

この種のＸ線イメージ管は次のように構成され、真空
外囲器内の入力側には基板、入力蛍光体層、光電面から
なる入力面が配設されている。一方、真空外囲器の出力
側内部には、陽極が配設されると共に基板、出力蛍光体
層からなる出力面が設けられ、更に入力面から陽極の間
に複数の集束電極が配設されている。

このようなＸ線イメージ管によりＸ線像を可視光像に
変換する過程は、次のようになっている。

即ち、Ｘ線イメージ管に入射したＸ線は、入力蛍光体
層で光に変換される。この光は光電面で電子に変換さ
れ、この電子は複数の集束電極及び陽極により形成され
た電子レンズによって加速・集束され、出力面に結ばれ
て可視像に変換される。

ところで、医療診断において心臓の動きをＸ線で捕ら
える方法がある。この心臓の血流中に造影剤を注入し、
Ｘ線を当ててＸ線イメージ管で受け、心臓の動きをリア
ルタイムで見ることが出来る。

この場合、第５図に示すように２組のＸ線管1A、1Bと
Ｘ線イメージ管2A、2Bとシネカメラ3A、3Bを用意し、被
写体（人体）４を違う角度から同時に撮影することがよ
く行なわれる。このようにすると、心臓の色々な部分の
動きが広範囲に亘って観察することが出来る。

さて、２つの方向から被写体にＸ線を照射し、Ｘ線イ
メージ管によりＸ線像を受ける場合、散乱像が大きな問
題になる。つまり、１つのＸ線イメージ管がＸ線像を受
けている時、別の１組のＸ線管から出たＸ線は、被写体
内で散乱線を発生させる。

従って、通常、２つのＸ線管は交互にＸ線を照射し
て、Ｘ線イメージ管が受けるＸ線像に別角度から来るＸ
線によって生じる散乱線が入らないようにしている。

ところで、１つのＸ線イメージ管に対応するＸ線管か
らＸ線が照射されない場合に、Ｘ線イメージ管にはもう
１つのＸ線管から照射されたＸ線による散乱線が入射し
てしまう。この散乱線像はフィルムに記録されたり、TV
モニターに写し出されると、本来、観察されるべき像が
存在するフィルムのコマやTV像のフレームの前後に現わ
れることになり、観察の邪魔になる。

このようなことがないように、Ｘ線イメージ管にＸ線
が照射されない場合には、Ｘ線イメージ管にいわゆる
「ブランキング」が掛けられ、かりにＸ線イメージ管に
Ｘ線が入射しても出力像に出ないようになっている。

このようなブランキング動作は、次のように行なわれ
る。

即ち、Ｘ線イメージ管の複数の集束電極の１つに光電
面に印加される電圧よりも低い電圧を印加し、光電面に
放射された電子が出力面に到達しないようにするもので
あり、第５図の装置におけるタイミングチャートを示す
と第６図（ａ）〜（ｆ）のようになる。

図中の（ａ）はＸ線管1A、（ｂ）はＸ線イメージ管2
A、（ｃ）はシネカメラ3A、（ｄ）はＸ線管1B、（ｅ）
はＸ線イメージ管2B、（ｆ）はシネカメラ3Bの場合を示
している。

又、ブランキングONは、出力に電子が到達出来ず、出
力面が光らない状態になっている。そして、ブランキン
グOFFが正常な状態である。

第６図（ａ）におけるａの時間には、Ｘ線管1AがＸ線
を出し、Ｘ線イメージ管2AのブランキングはOFF状態で
あり、Ｘ線像はＸ線イメージ管2Aの出力面に正常に現わ
れ、シネカメラ3Aのシャッターもオープンであり、像は
フィルムに写る。

この時、Ｘ線イメージ管2BのブランキングはONで、Ｘ
線の散乱線像はＸ線イメージ管2Bの出力面には現われな
い。もし、ブランキングをかけないと、散乱線像がＸ線
イメージ管2Bの出力面に現われ、第６図（ｆ）における
ｂの時間に散乱線像の残像が正規のＸ線像に重なり、画
質を劣化させることになる。

（発明が解決しようとする課題） 光電面に放射された電子が出力面に到達しないように
するために、従来、次のような方法が用いられている。

即ち、Ｘ線イメージ管の複数の集束電極の１つに、光
電面に印加される電圧よりも低い電圧を印加するのであ
る。このような電圧を印加すると、光電面に放射された
電子は本来到達すべき出力蛍光面上の位置よりも、Ｘ線
イメージ管の軸に対して外側に到達するようになる。そ
して、ある電圧よりも低い電圧を印加すると光電面から
放射された電子は全て出力蛍光面の外側へ行ってしまう
ようになる。

この電圧、即ち、これ以上低いと電子が全て出力蛍光
面の外側へ行くようになる電圧をブランキング電圧と呼
ぶ。

先に述べたように、この動作は間欠的に行なわれる。
一般的に５〜20msecの間隔でブランキング動作が行なわ
れる。従って、集束電極に印加される正常な電圧からブ
ランキング電圧への切り替えは、１〜2msec以下の時間
で行なわれなくてはならない。

そうでないと、Ｘ線像を忠実に出力しなけれがならな
い場合に、集束電極に印加されるべき電圧が正しく印加
されず、出力像がぼけてしまうからである。

さて、実際のブランキング電圧は−500Vから−2000V
であり、正常動作時に集束電極に印加されるべき電圧と
の差は約1000Vから2500V程度である。そして、１〜2mse
c以下で、これだけの差のある電位を切替えるのは困難
である。電位差は小さいほど、電位は切替え易い。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 第１の発明は、真空外囲器内の入力側に光電面を有す
る入力面が配設され、出力側に陽極及び出力面が配設さ
れ、更に入力面と陽極との間に集束電極が配設されてな
るＸ線イメージ管と、このＸ線イメージ管の各電極に動
作電圧を供給する電源とを備えるとともに、電源から集
束電極に印加する電圧を瞬間的に変化させて出力面に画
像が表れないようにブランキング動作をするＸ線イメー
ジ管装置において、Ｘ線イメージ管は複数個の集束電極
を備え、ブランキング動作は入力面に対する複数の集束
電極の電位を一緒に下げて行うＸ線イメージ管装置であ
る。

第２の発明は、真空外囲器内の入力側に光電面を有す
る入力面が配設され、出力側に陽極及び出力面が配設さ
れ、更に入力面と陽極との間に集束電極が配設されてな
るＸ線イメージ管と、このＸ線イメージ管の各電極に動
作電圧を供給する電源とを備えるとともに、電源から集
束電極に印加する電圧を瞬間的に変化させて出力面に画
像が表れないようにブランキング動作をするＸ線イメー
ジ管装置において、Ｘ線イメージ管の集束電極は円周方
向にわたって２つの集束電極単体に分割されており且つ
それぞれに異なる電圧が印加されてブランキング動作を
するＸ線イメージ管装置である。

第３の発明は、真空外囲器内の入力側に光電面を有す
る入力面が配設され、出力側に陽極及び出力面が配設さ
れ、更に入力面と陽極との間に集束電極が配設されてな
るＸ線イメージ管と、このＸ線イメージ管の各電極に動
作電圧を供給する電源とを備えるとともに、電源からＸ
線イメージ管に供給する電力を瞬間的に変化させて出力
面に画像が表れないようにブランキング動作をするＸ線
イメージ管装置において、Ｘ線イメージ管の真空外囲器
の外側又は内側にコイルが設けられ、このコイルに供給
する電力を変化させることによりブランキング動作をす
るＸ線イメージ管装置である。

（作用） この発明によれば、Ｘ線イメージ管にブランキングを
掛ける場合と、正常動作させる場合に切替える電極電圧
の差を小さくすることが出来る。この結果、電圧切替え
時の応答を速くすることが出来る。

（実施例） 以下、図面を参照して、この発明のＸ線イメージ管装
置に係る３つの実施例（発明）について詳細に説明す
る。

＜第１の実施例＞ この第１の実施例によるＸ線イメージ管装置は第１図
に示すように構成され、真空外囲器11内の入力側に入力
面12が配設され、この入力面12は基板13に入力蛍光体層
14と光電面15が順次積層されてなっている。

又、真空外囲器11内の出力側に陽極16及び出力面17が
配設され、出力面17は基板18に出力蛍光体層19が形成さ
れてなっている。更に入力面12と陽極16との間に複数例
えば２個の第１集束電極20と第２集束電極21が配設され
ている。

そして、２個の集束電極のうち第２集束電極21に、光
電面15に印加する電圧よりも低い電圧が印加され、この
第２集束電極21より入力面12に近い第１集束電極20に、
光電面15から放出される電子が加速・集束され出力面17
に結ばれる場合に印加される電圧より低い電圧が印加さ
れている。

さて動作時には、Ｘ線像は入力蛍光体層14で光の像に
なり、光電面15で電子像になるが、この光電面15には0
V、第１集束電極20には200V、第２集束電極21には500
V、陽極16には25000Vが印加されており、光電面15上の
電子像が正しく出力蛍光体層19上に結像するようになっ
ている。

このうち、第２集束電極21に印加する電圧を−1000V
にすると、光電面15から放射された電子は陽極16の外側
に行ってしまい、出力蛍光体層19には到達しない。

ところで、第１集束電極20に印加する電圧を例えば10
0Vにすると、電子が出力蛍光体層19に到達しないように
するために、第２集束電極21に印加する電圧は−600V程
度で良いことが判った。

つまり、第２集束電極21の電圧のみを変化させてブラ
ンキングを掛ける場合には、最高1500Vの電圧の切替え
を行なわなくてはならない。それに比べて、第２集束電
極21と第１集束電極20の両方の電圧を変化させてブラン
キングを掛ける場合は、最高1100Vの電圧の切替えで済
むのである。

ブランキングは短い時間の周期で掛けられるため、１
〜2msecで正常な電圧にきちんと復帰しなければならな
い。これは、切替える電圧の差が小さければ小さい程、
やり易い。

尚、上記の電圧値は１つの例であり、この発明がこの
電圧値のみに限定されるものではない。又、集束電極数
についても同様である。

＜第２の実施例＞ この第２の実施例に係るＸ線イメージ管装置は第２図
及び第３図に示すように構成され、真空外囲器11内の入
力側に入力面12が配設され、この入力面12は基板13に入
力蛍光体層14と光電面15が順次積層されてなっている。

一方、真空外囲器11内の出力側に陽極16及び出力面17
が配設され、出力面17は基板18に出力蛍光体層19が形成
されてなっている。又、入力面12と陽極16との間には複
数例えば２個の第１集束電極と第２集束電極21が配設さ
れている。

この場合、第１集束電極は、第１集束電極単体20aと
第１集束電極単体20bとに分割されている。この２つの
第１集束電極単体20aと第１集束電極単体20bとは絶縁さ
れており、それぞれ異なる電圧を印加出来るようになっ
ている さて動作時には、Ｘ線像は入力蛍光体層14で光の像に
なり、光電面15で電子像になるが、この光電面15、第１
集束電極単体20a及び第１集束電極単体20b、第２集束電
極21、陽極16、出力蛍光体層19にはそれぞれ所定の電圧
が印加されている。第１集束電極単体20a及び第１集束
電極単体20bに印加される電圧は、この実施例では同じ
である。この時、光電面15上の電子像が正しく出力蛍光
体層19上に結像するようになっている。

ここで、第１集束電極単体20bに第１集束電極単体20a
とは異なった電圧を印加することにより、電子の軌道を
変化させて、電子が出力蛍光体層19に到達しないように
することが出来る。

第１集束電極単体20bに印加する電圧を第１集束電極
単体20aよりも高くすると、電子の軌道は第１集束電極
単体20bに近づく。又、低くすると、電子の軌道は第１
集束電極単体20bから遠ざかる。どちらの場合にも、電
子は出力蛍光体層19に到達しないようになる。つまり、
ブランキング動作が起きる。

そして、第１集束電極単体20aと第１集束電極単体20b
に印加される電圧を同じにした、又、電圧を下げる従来
の方法よりも、小さな電圧の降下或いは上昇によってブ
ランキング動作が起きる。

＜第３の実施例＞ この第３の実施例に係るＸ線イメージ管装置は第４図
に示すように構成され、真空外囲器11内の入力側に入力
面12が配設され、この入力面12は基板13に入力蛍光体層
14と光電面15が順次積層されてなっている。

一方、真空外囲器11内の出力側に陽極16及び出力面17
が配設され、出力面17は基板18に出力蛍光体層19が形成
されてなっている。又、入力面12と陽極16との間に複数
例えば２個の第１集束電極20と第２集束電極21が配設さ
れている。

更に、真空外囲器11の外側にコイル22が設けられてい
る。

さて動作時には、Ｘ線像は入力蛍光体層14で光の像に
なり、光電面15で電子像になるが、この光電面15、第１
集束電極20、第２集束電極21、陽極16、出力蛍光体層19
にはそれぞれ所定の電圧が印加されている。この時、光
電面15上の電子像が正しく出力蛍光体層19上に結像する
ようになっている。

ここで、コイル22に電流が流されると、磁界が発生す
る。すると、電子は光電面15から出力蛍光体層19に向か
って移動しているところに、その移動方向にほぼ垂直に
磁界が発生することになる。

従って、移動する電子にはローレンツ力が働き、電子
の軌道は曲げられる。ある程度の電流をコイル22に流す
と、電子は最早出力蛍光体層19へ達することが出来な
い。即ち、ブランキング動作が行なわれたことになる。

このため、電極に印加する電圧を大きく切替える必要
はなく、コイル22に低い電圧で電流を流したり、切った
りするだけで、ブランキング動作を実現以来、ブランキ
ングが簡単に掛けられるのである。

尚、第４図は１つの例であり、電極数やコイル22の位
置がこの第４図のみに限定されるものではない。

［発明の効果］ この発明によれば、Ｘ線イメージ管にブランキングを
掛ける場合と、正常動作させる場合に切替える電極電圧
の差を小さくすることが出来る。この結果、電圧切替え
時の応答を速くすることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１の実施例に係るＸ線イメージ管
装置を示す断面図、第２図及び第３図はこの発明の第２
の実施例に係るＸ線イメージ管装置を示す断面図と斜視
図、第４図はこの発明の第３の実施例に係るＸ線イメー
ジ管装置を示す断面図、第５図は医療診断において心臓
の動きをＸ線で捕らえる場合の装置を示す平面図、第６
図（ａ）〜（ｆ）は第５図の装置におけるタイミングチ
ャートを示す特性曲線図である。 11……真空外囲器、12……入力面、15……光電面、16…
…陽極、17……出力面、20……第１集束電極、21……第
２集束電極、22……コイル。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】真空外囲器内の入力側に光電面を有する入
   力面が配設され、出力側に陽極及び出力面が配設され、
   更に上記入力面と上記陽極との間に集束電極が配設され
   てなるＸ線イメージ管と、このＸ線イメージ管の各電極
   に動作電圧を供給する電源とを備えるとともに、上記電
   源から上記集束電極に印加する電圧を瞬間的に変化させ
   て上記出力面に画像が表れないようにブランキング動作
   をするＸ線イメージ管装置において、 上記Ｘ線イメージ管は複数個の集束電極を備え、上記ブ
   ランキング動作は上記入力面に対する上記複数の集束電
   極の電位を一緒に下げて行うことを特徴とするＸ線イメ
   ージ管装置。
2. 【請求項２】真空外囲器内の入力側に光電面を有する入
   力面が配設され、出力側に陽極及び出力面が配設され、
   更に上記入力面と上記陽極との間に集束電極が配設され
   てなるＸ線イメージ管と、このＸ線イメージ管の各電極
   に動作電圧を供給する電源とを備えるとともに、上記電
   源から上記集束電極に印加する電圧を瞬間的に変化させ
   て上記出力面に画像が表れないようにブランキング動作
   をするＸ線イメージ管装置において、 上記Ｘ線イメージ管の上記集束電極は円周方向にわたっ
   て２つの集束電極単体に分割されており且つそれぞれに
   異なる電圧が印加されて上記ブランキング動作をするこ
   とを特徴とするＸ線イメージ管装置。
3. 【請求項３】真空外囲器内の入力側に光電面を有する入
   力面が配設され、出力側に陽極及び出力面が配設され、
   更に上記入力面と上記陽極との間に集束電極が配設され
   てなるＸ線イメージ管と、このＸ線イメージ管の各電極
   に動作電圧を供給する電源とを備えるとともに、上記電
   源からＸ線イメージ管に供給する電力を瞬間的に変化さ
   せて上記出力面に画像が表れないようにブランキング動
   作をするＸ線イメージ管装置において、 上記Ｘ線イメージ管の真空外囲器の外側又は内側にコイ
   ルが設けられ、このコイルに供給する電力を変化させる
   ことにより上記ブランキング動作をすることを特徴とす
   るＸ線イメージ管装置。