JP2857181B2 - イメージ管装置 - Google Patents
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J31/00—Cathode ray tubes; Electron beam tubes
- H01J31/08—Cathode ray tubes; Electron beam tubes having a screen on or from which an image or pattern is formed, picked up, converted, or stored
- H01J31/50—Image-conversion or image-amplification tubes, i.e. having optical, X-ray, or analogous input, and optical output
-
- H—ELECTRICITY
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- H01J2231/00—Cathode ray tubes or electron beam tubes
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はイメージ管装置に関し、特に詳細には、入射
した光を電子に変換し、変換した電子にもとずき像を出
力するイメージ管装置に関する。
した光を電子に変換し、変換した電子にもとずき像を出
力するイメージ管装置に関する。
観察対象物体を透過したＸ線等の光を電子に変換し、
更にその変換された電子から観察対象物体の像を出力
し、観察可能にする装置が開発されてきている。このよ
うな装置の一例として第３図に示すようなＸ線像拡大観
察装置がある。
更にその変換された電子から観察対象物体の像を出力
し、観察可能にする装置が開発されてきている。このよ
うな装置の一例として第３図に示すようなＸ線像拡大観
察装置がある。
この観察装置10は、まずＸ線源11より出射したＸ線を
観察すべき物体12に照射している。物体12を透過したＸ
線は観察窓13より入射し、Ｘ線拡大結像手段14により結
像される。この結像位置には光電変換面15が設けられて
おり、Ｘ線を電子に変換する。そしてこの光電変換面15
は、Ｘ線透過を妨げない程度の薄い支持基板5aの上に形
成されている。そして、この変換された光電子は、加速
電極16によりＸ線入射方向と略同一方向に加速され、更
に電磁集束コイル17で集束されて、この光電子の進行方
向に配置されたマイクロチャンネルプレート（以下MCP
という）18上に入射する。MCP18に入射した光電子は、
電子増倍され、蛍光面19に入射し可視光像に変換され
る。そしてこの可視光像をTVカメラ等20で観察すること
のより、観察対象物体のＸ線による拡大像を観察可能に
している。
観察すべき物体12に照射している。物体12を透過したＸ
線は観察窓13より入射し、Ｘ線拡大結像手段14により結
像される。この結像位置には光電変換面15が設けられて
おり、Ｘ線を電子に変換する。そしてこの光電変換面15
は、Ｘ線透過を妨げない程度の薄い支持基板5aの上に形
成されている。そして、この変換された光電子は、加速
電極16によりＸ線入射方向と略同一方向に加速され、更
に電磁集束コイル17で集束されて、この光電子の進行方
向に配置されたマイクロチャンネルプレート（以下MCP
という）18上に入射する。MCP18に入射した光電子は、
電子増倍され、蛍光面19に入射し可視光像に変換され
る。そしてこの可視光像をTVカメラ等20で観察すること
のより、観察対象物体のＸ線による拡大像を観察可能に
している。
上記の如き従来の像観察装置では、光電変換面で変換
された光電子を加速する方向にMCP及び蛍光面が設けら
れている。入射したＸ線の全てを光電子に変換する事は
難しく、その一部が光電子に変換されず光電変換面を素
通りし、透過してしまうことがある。特に、上記のよう
に薄い基板上に光電変換面をもうけたような場合には、
透過するＸ線等の量も大きくなる。そしてその様に透過
したＸ線等の光は集束用の電磁コイルの影響を受けず直
進しMCP、蛍光面に入射してしまい、バックグラウンド
ノイズとなって蛍光面の出力に含まれてしまう。
された光電子を加速する方向にMCP及び蛍光面が設けら
れている。入射したＸ線の全てを光電子に変換する事は
難しく、その一部が光電子に変換されず光電変換面を素
通りし、透過してしまうことがある。特に、上記のよう
に薄い基板上に光電変換面をもうけたような場合には、
透過するＸ線等の量も大きくなる。そしてその様に透過
したＸ線等の光は集束用の電磁コイルの影響を受けず直
進しMCP、蛍光面に入射してしまい、バックグラウンド
ノイズとなって蛍光面の出力に含まれてしまう。
本発明は、上記問題点を解決するため、バックグラウ
ンドノイズの除去を可能にするイメージ管装置を提供す
ることを目的とする。
ンドノイズの除去を可能にするイメージ管装置を提供す
ることを目的とする。
本発明のイメージ管装置は、入射光を電子に変換し出
力する光電変換面と、この光電変換面から出射した電子
を入射方向と略同一方向に加速する電子加速電極とを備
えたイメージ管装置であって、加速電極で加速された光
電子を進行方向を曲げ、光電変換面を透過した入射光の
透過領域外に導く電磁偏向コイルと、光電変換面を透過
した入射光の通過領域外に設置され、電磁偏向コイルに
より導かれた光電子から像を出力する蛍光面と、蛍光面
に光電変換面を透過した入射光の反射による反射光が到
達するのを、反射光を遮蔽することによって防止する光
遮蔽手段、または入射光をその内部に導くことによって
防止する直管、とを備えたことを特徴とする。
力する光電変換面と、この光電変換面から出射した電子
を入射方向と略同一方向に加速する電子加速電極とを備
えたイメージ管装置であって、加速電極で加速された光
電子を進行方向を曲げ、光電変換面を透過した入射光の
透過領域外に導く電磁偏向コイルと、光電変換面を透過
した入射光の通過領域外に設置され、電磁偏向コイルに
より導かれた光電子から像を出力する蛍光面と、蛍光面
に光電変換面を透過した入射光の反射による反射光が到
達するのを、反射光を遮蔽することによって防止する光
遮蔽手段、または入射光をその内部に導くことによって
防止する直管、とを備えたことを特徴とする。
本発明のイメージ管装置では、入射した光は光電変換
手段で光電子に変換され、加速手段により入射光の入射
方向と略同一方向に加速される。加速された光電子は、
偏向手段にその進行方向を入射光の入射方向とは異なる
方向に偏向され、像出力手段に導かれる。これにより光
電子のみが像出力手段に入射する。一方光電変換手段を
透過した入射光は、直進するため、像出力手段に入射せ
ず、また、入射光の反射による反射光も、応遮蔽手段ま
たは直管によって、像出力手段に到達しない。これによ
り、光電変換手段を透過した入射光は、像出力手段の出
力には影響を与えず、これに起因するバックグラウンド
ノイズを減少させることができる。
手段で光電子に変換され、加速手段により入射光の入射
方向と略同一方向に加速される。加速された光電子は、
偏向手段にその進行方向を入射光の入射方向とは異なる
方向に偏向され、像出力手段に導かれる。これにより光
電子のみが像出力手段に入射する。一方光電変換手段を
透過した入射光は、直進するため、像出力手段に入射せ
ず、また、入射光の反射による反射光も、応遮蔽手段ま
たは直管によって、像出力手段に到達しない。これによ
り、光電変換手段を透過した入射光は、像出力手段の出
力には影響を与えず、これに起因するバックグラウンド
ノイズを減少させることができる。
以下図面を参照しつつ本発明に従う実施例について説
明する。
明する。
同一符号を付した要素は同一機能を有するため重複す
る説明は省略する。
る説明は省略する。
第１図は本発明に従うイメージ管装置の一実施例の概
略構成を示す。このイメージ管装置はいわゆるＸ線領域
の感度を有し拡大率を可変にできるいわゆるズーミング
管と呼ばれるものである。
略構成を示す。このイメージ管装置はいわゆるＸ線領域
の感度を有し拡大率を可変にできるいわゆるズーミング
管と呼ばれるものである。
第１図に示すように、このイメージ管装置は、途中に
曲がり部を有し、内部が真空となっている管体１を備え
ている。そしてその一端には、ベリリウム（Be）製の入
射窓2aが設けられている。この入射窓1aの管体１内部側
には光電変換面２が形成されており、入射窓2aは光電変
換面２の支持基板を兼ねている。ここで入射窓2aにBeを
用いているのはこの材料がＸ線を透過しやすいためであ
る。
曲がり部を有し、内部が真空となっている管体１を備え
ている。そしてその一端には、ベリリウム（Be）製の入
射窓2aが設けられている。この入射窓1aの管体１内部側
には光電変換面２が形成されており、入射窓2aは光電変
換面２の支持基板を兼ねている。ここで入射窓2aにBeを
用いているのはこの材料がＸ線を透過しやすいためであ
る。
この管体１の内部には、光電変換面２から放出される
光電子をＸ線入射方向に、すなわち管体１の内側方向に
加速する加速電極５が設けられている。また管体１の内
部の多端近傍には、入射した光電子を電子増倍するMCP4
が設けられ、また管体１の他端側の内側にはMCP4から出
射した電子を可視可能にする蛍光面３が設けられてい
る。このMCP4及び蛍光面３の設置場所は、光電変換面２
を透過した光等の光路外に設けておかなければならな
い。管体１の曲がり部近傍の内部には、光電変換面２を
透過した入射光の反射による反射光がMCP4に到達するの
を防止する光遮蔽手段である制限アパーチャリング８が
設けられている。
光電子をＸ線入射方向に、すなわち管体１の内側方向に
加速する加速電極５が設けられている。また管体１の内
部の多端近傍には、入射した光電子を電子増倍するMCP4
が設けられ、また管体１の他端側の内側にはMCP4から出
射した電子を可視可能にする蛍光面３が設けられてい
る。このMCP4及び蛍光面３の設置場所は、光電変換面２
を透過した光等の光路外に設けておかなければならな
い。管体１の曲がり部近傍の内部には、光電変換面２を
透過した入射光の反射による反射光がMCP4に到達するの
を防止する光遮蔽手段である制限アパーチャリング８が
設けられている。
一方管体１の外側には加速された光電子を集束・拡大
し、光電子像をMCP4上に結像させる電磁集束コイル６が
設けられている。また、管体１の曲がり部の外側近傍に
は、光電子の進行方向を、管体１の曲がりに沿って偏向
させる電磁偏向コイル７が設けられている。
し、光電子像をMCP4上に結像させる電磁集束コイル６が
設けられている。また、管体１の曲がり部の外側近傍に
は、光電子の進行方向を、管体１の曲がりに沿って偏向
させる電磁偏向コイル７が設けられている。
次に、上記実施例のイメージ管装置のバックグラウン
ドノイズ抑制作用について第１図を用いて説明する。
ドノイズ抑制作用について第１図を用いて説明する。
第１図において左端より入射したＸ線はBeの入射窓2a
を透過し、光電変換面２上に結像される。この結像につ
いては先に説明した従来の装置と同様なので詳細な説明
は省略する。光電変換面に２に入射したＸ線は電子に変
換され、入射光量応じた光電子が入射側とは反対側に放
出される。放出された光電子は加速電極５によりＸ線入
射方向と略同一方向に加速しながら電子レンズの機能を
有する電磁集束コイル６により、MCP4の入力面上に拡大
結像される。この結像の際、光電子は電磁偏向コイル７
により、第１図に点線Ａで示すように、管体１の曲がり
に沿って曲げられ、管体１の他端側内部に設けたMCP4の
入力面上に拡大結像される。MCP4に入射した電子は電子
増倍され、蛍光面３に入射し、可視光に変換される。
を透過し、光電変換面２上に結像される。この結像につ
いては先に説明した従来の装置と同様なので詳細な説明
は省略する。光電変換面に２に入射したＸ線は電子に変
換され、入射光量応じた光電子が入射側とは反対側に放
出される。放出された光電子は加速電極５によりＸ線入
射方向と略同一方向に加速しながら電子レンズの機能を
有する電磁集束コイル６により、MCP4の入力面上に拡大
結像される。この結像の際、光電子は電磁偏向コイル７
により、第１図に点線Ａで示すように、管体１の曲がり
に沿って曲げられ、管体１の他端側内部に設けたMCP4の
入力面上に拡大結像される。MCP4に入射した電子は電子
増倍され、蛍光面３に入射し、可視光に変換される。
一方光電変換面２を透過したＸ線は、加速電極５、電
磁集束コイル６及び電磁偏向コイル７の影響を受けない
ため、第１図のＢで示すように直進し、管体１の曲がり
部の内壁面に衝突し、MCP4の入力面には直接到達しな
い。このため、光電変換面２を透過したＸ線は蛍光面３
の出力に影響を与えず、これに起因するバックグラウン
ドノイズが抑制される。したがって、MCP4の入力面に
は、光電子のみが入射し、明瞭な拡大像を得ることがで
きる。
磁集束コイル６及び電磁偏向コイル７の影響を受けない
ため、第１図のＢで示すように直進し、管体１の曲がり
部の内壁面に衝突し、MCP4の入力面には直接到達しな
い。このため、光電変換面２を透過したＸ線は蛍光面３
の出力に影響を与えず、これに起因するバックグラウン
ドノイズが抑制される。したがって、MCP4の入力面に
は、光電子のみが入射し、明瞭な拡大像を得ることがで
きる。
更に、制限アパーチャリング８を設けられていること
により、光電変換面２を透過したＸ線は管体１の曲がり
部の内壁部に衝突し、ここでMCP4の入力面方向に反射し
たとしても制限アパーチャリング８により遮光されMCP4
の入力面には入射しない。これにより更にバックグラウ
ンドノイズの抑制効果を高めている。なお、このような
管体１内での反射の影響を無くす方法としては、制限ア
パーチャリングを設ける方法以外にも種々考えられる
が、例えば、第２図のように、管体１の曲がり部に直管
９を接続し、その中に透過したＸ線を導くようにしても
よい。
により、光電変換面２を透過したＸ線は管体１の曲がり
部の内壁部に衝突し、ここでMCP4の入力面方向に反射し
たとしても制限アパーチャリング８により遮光されMCP4
の入力面には入射しない。これにより更にバックグラウ
ンドノイズの抑制効果を高めている。なお、このような
管体１内での反射の影響を無くす方法としては、制限ア
パーチャリングを設ける方法以外にも種々考えられる
が、例えば、第２図のように、管体１の曲がり部に直管
９を接続し、その中に透過したＸ線を導くようにしても
よい。
本発明は上記実施例に限定されず種々の変形例が考え
られ得る。
られ得る。
具体的には、上記実施例では、Ｘ線像用のイメージ管
装置について説明しているが、、これに限定されず、そ
の他の種々のイメージ管装置、例えばストリーク管装置
等にも適用できる。又、観察できる像としてはＸ線像に
限定されず、可視光線像、紫外線像、軟Ｘ線像等の種々
の光像のイメージ管装置に適用できる。尚、紫外線領域
の光像を観察するためには、入射窓のBeの代わりにコル
ツ面板を使用し、軟Ｘ線領域の光像を観察するために
は、入射光路を真空にし、窒化珪素または有機薄膜等を
入射窓の材料を使用すれば可能となる。
装置について説明しているが、、これに限定されず、そ
の他の種々のイメージ管装置、例えばストリーク管装置
等にも適用できる。又、観察できる像としてはＸ線像に
限定されず、可視光線像、紫外線像、軟Ｘ線像等の種々
の光像のイメージ管装置に適用できる。尚、紫外線領域
の光像を観察するためには、入射窓のBeの代わりにコル
ツ面板を使用し、軟Ｘ線領域の光像を観察するために
は、入射光路を真空にし、窒化珪素または有機薄膜等を
入射窓の材料を使用すれば可能となる。
又、上記実施例では、光電子を電子増倍するために、
蛍光面の前面側にMCPを設けているが、入射光の強度が
高い場合には、このようなMCPを設けなくてもよい。
蛍光面の前面側にMCPを設けているが、入射光の強度が
高い場合には、このようなMCPを設けなくてもよい。
又更に、上記実施例では、蛍光面を使用して電子像を
可視像を出力させているが、この蛍光面の代わりに電子
打ち込みCCDデバイスを設け画像情報を得るようにして
もよい。
可視像を出力させているが、この蛍光面の代わりに電子
打ち込みCCDデバイスを設け画像情報を得るようにして
もよい。
又更に、上記実施例では光電子の進行方向を偏向させ
る手段として電磁偏向コイルを使用しているが、その偏
向コイルの代わりに静電偏向板を用いてもよい。
る手段として電磁偏向コイルを使用しているが、その偏
向コイルの代わりに静電偏向板を用いてもよい。
又更に、上記実施例では光電変換面から出射した光電
子を集束する手段として電磁集束コイルを使用している
が、これの代わりに静電電子レンズを使用することもで
きる。
子を集束する手段として電磁集束コイルを使用している
が、これの代わりに静電電子レンズを使用することもで
きる。
本発明のイメージ管装置では、先に説明したように、
光電変換手段を透過した入射光に起因するバックグラウ
ンドノイズを抑制することができる。これにより、所望
の光電子像のみを観察することが可能になる。
光電変換手段を透過した入射光に起因するバックグラウ
ンドノイズを抑制することができる。これにより、所望
の光電子像のみを観察することが可能になる。
第１図は本発明のイメージ管装置の一実施例の主要部の
概略構成を示す図、第２図は第１図に示す実施例の変形
例の概略構成を示す図、及び第３図は従来のＸ線像拡大
装置の概略構成を示す図である。 １……管体、２、15……光電変換面、３、19……蛍光
面、４、18……MCP、５、16……加速電極、６、17……
電磁集束コイル、７……電磁偏向コイル、８……制限ア
パーチャリング、９……直管、10……Ｘ線像拡大観察装
置、11……Ｘ線源、12……観察対象物、13……観察窓、
14……Ｘ線拡大結像手段、20……TVカメラ等。
概略構成を示す図、第２図は第１図に示す実施例の変形
例の概略構成を示す図、及び第３図は従来のＸ線像拡大
装置の概略構成を示す図である。 １……管体、２、15……光電変換面、３、19……蛍光
面、４、18……MCP、５、16……加速電極、６、17……
電磁集束コイル、７……電磁偏向コイル、８……制限ア
パーチャリング、９……直管、10……Ｘ線像拡大観察装
置、11……Ｘ線源、12……観察対象物、13……観察窓、
14……Ｘ線拡大結像手段、20……TVカメラ等。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−21883（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−72150（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−54149（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−158650（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭47−37783（ＪＰ，Ｂ１) 米国特許3463960（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01J 31/26 - 31/68 G01T 1/00 - 1/40
Claims (2)
- 【請求項１】入射光を電子に変換し出力する光電変換手
段と、前記光電変換手段から出射した光電子を入射方向
と略同一方向に加速する電子加速手段とを含むイメージ
管装置において、 前記加速手段で加速された光電子の進行方向を曲げ、前
記光電変換手段を透過した入射光の通過領域外に導く偏
向手段と、 前記光電変換手段を透過した入射光の通過領域外に設置
され、前記偏向手段により導かれた光電子から像を出力
する像出力手段と、 前記像出力手段に前記光電変換手段を透過した入射光の
反射による反射光が到達するのを、反射光を遮蔽するこ
とによって防止する光遮蔽手段とを備えたイメージ管装
置。 - 【請求項２】入射光を電子に変換し出力する光電変換手
段と、前記光電変換手段から出射した光電子を入射方向
と略同一方向に加速する電子加速手段とを含むイメージ
管装置において、 前記加速手段で加速された光電子の進行方向を曲げ、前
記光電変換手段を透過した入射光の通過領域外に導く偏
向手段と、 前記光電変換手段を透過した入射光の通過領域外に設置
され、前記偏向手段により導かれた光電子から像を出力
する像出力手段と、 前記像出力手段に前記光電変換手段を透過した入射光の
反射による反射光が到達するのを、入射光をその内部に
導くことによって防止する直管とを備えたイメージ管装
置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1273536A JP2857181B2 (ja) | 1989-10-20 | 1989-10-20 | イメージ管装置 |
| EP90311441A EP0424148B1 (en) | 1989-10-20 | 1990-10-18 | Image tube device |
| DE69026901T DE69026901T2 (de) | 1989-10-20 | 1990-10-18 | Bildröhre |
| US07/598,402 US5095243A (en) | 1989-10-20 | 1990-10-18 | Image tube device |
Applications Claiming Priority (1)
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