JP2930342B2 - X線像増倍管 - Google Patents

X線像増倍管

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JP2930342B2
JP2930342B2 JP2001446A JP144690A JP2930342B2 JP 2930342 B2 JP2930342 B2 JP 2930342B2 JP 2001446 A JP2001446 A JP 2001446A JP 144690 A JP144690 A JP 144690A JP 2930342 B2 JP2930342 B2 JP 2930342B2
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J29/00Details of cathode-ray tubes or of electron-beam tubes of the types covered by group H01J31/00
    • H01J29/02Electrodes; Screens; Mounting, supporting, spacing or insulating thereof
    • H01J29/10Screens on or from which an image or pattern is formed, picked up, converted or stored
    • H01J29/36Photoelectric screens; Charge-storage screens
    • H01J29/38Photoelectric screens; Charge-storage screens not using charge storage, e.g. photo-emissive screen, extended cathode
    • H01J29/385Photocathodes comprising a layer which modified the wave length of impinging radiation

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  • Image-Pickup Tubes, Image-Amplification Tubes, And Storage Tubes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、入射スクリーンと出射スクリーンと入射ス
クリーンから出射スクリーンへ光電子を投射する電子光
学手段とより成り、入射スクリーンは順に発光層,中間
層,光電陰極より成るX線像増倍管に係る。
かかるX線像増倍管は米国特許第3,838,273号より知
られている。種々の理由から遮断層がX線像増倍管の発
光層と光電陰極の間に設けられる。この点についての一
例は、層間の有害な相互作用を事前に排除するための化
学的分離用の層である。特に光電陰種の形成中に発光物
質により放出される物質による光電陰極の汚染が防止さ
れる。かかる中間層は米国特許第3,706,885号に示され
ている。
映像を乱す放電現象の発生防止のために層の電導性を
改善する役割を専ら果たす中間層も設けられる。かかる
層も米国特許第3,706,885号に示されている。発光層か
ら光電陰極への発光伝達時の光学的調節用の層は欧州特
許第199426号に示される。発光の光電陰極への伝達に対
し異なった方法で局部的に影響を与える吸収層、たとえ
ばビネット防止層は西独特許第21.34.110号に示され
る。
これらのさまざまな機能は、多目的層の使用または材
料の選択により組合わせることができ、層はたとえば改
良電導性および/または光学的調節を有する化学的遮断
層の機能を併せ持つ。この点での一例は欧州特許第2659
97号に示されている。
X線像増倍管の電子光学システムは、出射スクリーン
での光電陰極から放射する光電子の鮮明な映像の形成の
ため、光電陰極の表面上で均一の電界強度を実現するこ
とを目的とする。
しかし、中間層の存在いかんにかかわらず、管の解像
度を減少させる妨害は電子光学システムの作用が最大の
時ですら、既知の管においては常時発生する。
本発明の目的はこの妨害を緩和することにある。本発
明は該妨害が光電陰極からの比較的高速度の光電子の出
現に加えて、光電子の出現方向の比較的大きな広がり
と、光電陰極または発光層と光電陰極の間の中間層から
の反射による発光の広がりにより起こるという事実認識
に基づいている。光電子出現の速度は光電陰極での発光
層から出現する光量子のエネルギーにより強く影響され
る。光量子エネルギーが光電子を発するのに必要なエネ
ルギーよりも高い時には、付加的エネルギーが運動エネ
ルギーとして出現光電子に与えられる。光電子の出現の
任意の方向を考慮すると、これが映像化における上記妨
害の原因となり得る。この妨害を除去するため、本発明
にしたがって示された種類のX線像増倍管は、中間層は
光量子のエネルギーの選択的吸収を示し、比較的高いエ
ネルギーの光量子が比較的低いエネルギーの光量子より
も多く吸収されることを特徴とする。
本発明では選択的吸収が管において生じるため、光電
陰極に入る光量子の光量子エネルギーは減少させられ、
平均して光電子は低エネルギーで、それ故より均一の出
現速度を有し、かかる中間層の吸収効果は一度反射され
た光量子の割合、とりわけ数回反射されたものを減少さ
せる。この二つの要素は解像度の増大に帰結する。高エ
ネルギー光電子による映像化妨害はかくて強度に減少さ
せられる。
望ましい実施例では、発光性物質はソーダ活性化され
たCsIにより形成され、中間層は所望の選択的吸収に適
切な値、たとえば少なくとも2.8eVか望ましくは最低約
2.4eVのエネルギー差を有する半透明の半導体物質より
成る。タリウム活性化されたCsIについてはエネルギー
差の限度は、その放出曲線から、約3.0〜2.0eVである。
その半導性のため、かかる中間層は妨害放電現象の発生
を防止するために十分な電導性を示し、付加的電導層が
不要となり、実質的に高い解像度が感度を損なうことな
く達成される。吸収性物質は吸収限度を有する十分に半
透明で望ましくは十分に電導性の材料から選ばれ、発光
の特に高エネルギー光要素が遮断される。中間層には発
光のかなりの吸収を示す物質が用いられ、より強力な吸
収はとりわけ光量子エネルギー調和の観点で、比較的短
い波長の光量子にとって望ましいものである。適切な材
料はたとえばTiI,InI,BiIなどのような黄変ハロゲン化
物である。かかる層はたとえば1μmの厚さを有する。
別の望ましい実施例では、中間層はスクリーンの中心
部から周辺部へ向けて逓減する吸収を示し、層はビネッ
ト防止フィルターとしても作用する。吸収変化は層の厚
さの変化により実現される。しかし、その場合には感度
減退が発生するため、望ましくは吸収限度を変化させる
ことにより、つまり層の増大する平均エネルギー差を導
入すること、たとえば補助層またはより多くの添加物を
材料に局部的に供給することにより、または一体として
見てエネルギー差がスクリーンの周辺部よりも中心部で
小さくなるように材料での変化を実現することにより、
吸収は中心部に向かって増大させられる。これはまた、
たとえば異なった吸収限度を有する複数の選択的吸収材
料の混合比を変化させることによってもなしうる。特に
スクリーン周辺部での解像度はかくて、中心部から周辺
部への発光層の厚さの通常逓増を省くことにより、また
は周辺部でのX線ビームの傾斜入射を考慮して中心部に
補動的選択的吸収を設け周辺部で層を薄く構成すること
によっても増大される。
望ましくは蒸着に適切な材料が中間層に用いらるが、
それに代えてプラズマ析出,スプレー析出,スパッタリ
ング析出などの方法でも層を設けることができる。
実施例 以下図面を参照しながら本発明の望ましい実施例を詳
細に示す。
第1図に示されるX線像増倍管は入射窓2と出射窓4
と円筒筐体6より成り、これらは空間8を囲んでいる。
空間8は入射スクリーン10と出射スクリーン12と電子光
学映像システム14とを収容する。この場合、管の入射ス
クリーンはたとえばチタンの箔より成る。チタンの入射
窓はたとえば約0.2mmより厚くする必要はない。これは
大きい入射窓より成る管についてすらその必要はなく、
検出さるべきX線ビームの分数はそこではわずかなもの
でしかない。入射スクリーンは凹形の支持体16より成
り、該支持体は望ましくはアルミニウム製であって、ま
た真空壁として機能するわけではないので薄くなってい
る。支持体上には発光性物質層18が設けられ、その上に
は中間遮断層20を有する光電陰極22が設けられている。
入射スクリーンはたとえば遮蔽リング24と共に電子光学
映像システム14の第一電極を構成し、該システムは焦点
電極26と第一アノード28と出力アノード30とを有し、該
アノードは本実施例では出射遮蔽に電気的に接触するの
が望ましい。出射スクリーン12はおそらく中間ファイバ
ーオプティクスプレートを介して射出窓4に直接配置さ
れる。筐体6は本実施例では円形の断面を有するが、出
射窓,入射スクリーン、および出射スクリーンと出射窓
とともに矩形になるように構成されている。
本発明によれば、中間層20はたとえば2.0eVを超える
エネルギーギャップを有する半透明の半導体物質より成
り、発光からの比較的高エネルギーの(すなわち比較的
短い波長の)光量子はかなりの程度まで遮断される。か
かる遮断のため、中間層を厚くする必要がなく、発光の
実質的拡散は起こらない。第2図のグラフでは光量子の
数は垂直方向に表わされ、光量子の波長は水平方向に表
わされる。曲線AはCsI(Na)発光層(曲線A′はCsI
(T1)を示す)の出射分布を表わし、曲線BはCdO中間
層の吸収を示し、曲線CはCdO層通過後に光電陰極に入
る発光の光量子エネルギー分布を示す。したがって遮断
光はより長い波長の従ってより低い光量子エネルギーの
領域にシフトされる。たとえば0.4μmの光量子波長に
対応する光電子出射電位については、平均光電子エネル
ギーはCdO中間層の導入によって0.7eVから約0.4eVに減
少される。
発光層と同様に遮断層20は第1図で均一の厚さを持た
せるように系統的に示されている。実用的な管では発光
層の厚さはしばしば、映像におけるビネットを減少させ
るためにスクリーンの周辺部へ向かって大きくなってい
る。しかし、その際解像度は映像の周辺部へ向かって減
少する。程度は小さいものの、発光層が米国特許第3825
763号に示されるように円柱状の構造を有する時にも、
これは起こるものである。発光層が円柱状構造により可
能なようにより厚く出来ている場合でも、スクリーン上
の半径方向への厚さの変化はビネット防止に対して何ら
実質的役割を果たさない。
本発明による興味深い実施例は、たとえば厚さの変化
による半径方向の吸収変化を選択的吸収層に与えること
により達せられ、層は、とりわけ増倍反射光量子によリ
ビネット防止層として作用する。記述の如く、半径方向
に変化する積分エネルギーギャップはたとえば微量添加
物の変化により、または層の材質の変化により、層に与
えることができる。吸収変化のための両方法はまた、そ
れらがうまく両立するように組合せることもできる。た
とえばCsIが発光物質として用いられる時、上記ハロゲ
ン化物に加えて、CdO,CdS,InO,ZnO,SnO(添加あり、ま
たはなし)またはその積分エネルギーギャップが周辺部
から中心部へ向けてたとえば約2.0〜2.5eVから2.5〜3.0
eVに増大するような他の合成材料を用いることもでき
る。中間層はビネット防止層としての機能を果たすた
め、発光層の厚さの変化はこの点では考慮に入れる必要
はなく、均一の厚さを有する発光層も用いることができ
る。その結果、より高い周辺部解像度に加えて輝度の均
一性の改良も達成される。発光層を周辺部に向かって薄
くなるように構成することにより、円錐状のX線ビーム
でのX線の斜角入射と入射スクリーンに通例の彎曲によ
り生じるその領域での解像度に対する逆の効果が考慮さ
れる。層はたとえば層を通過するX線量子の通路の長さ
が実質的に入射スクリーン全体と同一となるような変化
を示す。かかるスクリーンの例は第3図に示され、同図
にはX線源34が支持体16と共に示されている。該支持体
はたとえば200μmの均一な厚さを有するアルミ箔と、
X線量子の通路の長さ36と38が同一になるように周辺部
の200μmから中心部の約350μmへと厚さの変化する発
光層18と、ビネットが補償されるように中心部から周辺
部へたとえば20μmから10μmに減少する厚さを有する
中間層20と、たとえば10から100μmの均一の厚さを有
する光電陰極22より成る。
この種の中間層では、中心部において中間層を横断す
るより少ない光量子は、すなわち層20の光電陰極側から
の反射またはこれに続く発光層の側からの順次の反射の
後では、光電陰極に到達し、光の拡散は減少される。中
間層20は光電陰極に対する基板の役をする。たとえば米
国特許明細書第4820926号のような高温度で蒸着されたC
sI層のより高い密度のため、中間層20はCsI外部層によ
り形成されることもあり、該層にたとえば1またはそれ
以上のハロゲン化物を用いた適切な添加によって、所望
の吸収が与えられる。層20はせいぜい約25μmの厚さな
ので、そこに光−コリメーター構成がなくとも阻害要因
とはならない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるX線像増倍管を示す図、第2図は
放出曲線,吸収曲線,及び入射スクリーンに対し送られ
た発光の曲線のグラフを示す図、第3図は適切な入射ス
クリーンの一例を示す図である。 2……入射窓、4……出射窓、6……円筒筐体、8……
空間、10……入射スクリーン、12……出射スクリーン、
14……電子光学映像システム、16……支持体、18……発
光性物質層、20……中間遮断層、22……光電陰極、24…
…遮蔽リング、26……焦点電極、28……第一アノード、
30……出力アノード、34……X線源。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 オーガスト レオナード ハーマン サ イモンズ オランダ国 ヒールレン ヤン カンパ ートストラート 5番地 (72)発明者 ヨハネス カール エワルド コールデ ィッツ オランダ国 ヒールレン ヤン カンパ ートストラート 5番地 (72)発明者 マーティナス アドリアナス コーネリ ス ライテンバーグ オランダ国 ヒールレン ヤン カンパ ートストラート 5番地 (72)発明者 フランシスカス マーティナス ドレー セン オランダ国 ヒールレン ヤン カンパ ートストラート 5番地 (56)参考文献 特開 平1−166442(JP,A) 特開 昭51−7869(JP,A) 実開 昭59−85563(JP,U) 特公 昭48−6295(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01J 29/36 - 29/45 H01J 31/49 - 31/58

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】入射スクリーンと、出射スクリーンと、上
    記入射スクリーンから上記出射スクリーンへ光電子を投
    射する電子光学手段とを含み、上記入射スクリーンは、
    X線を発光に変換する発光層、中間層及び光電陰極を順
    に含むX線像増倍管であって、 上記中間層は光量子エネルギーの選択的吸収を示し、比
    較的高いエネルギーの光量子が比較的低いエネルギーの
    光量子よりも多く吸収されることを特徴とするX線像増
    倍管。
  2. 【請求項2】上記中間層は、上記中間層での光量子の反
    射を減少させるために上記発光の比較的高い吸収を示す
    ことを特徴とする請求項1記載のX線像増倍管。
  3. 【請求項3】上記発光層はCsIを含み、 上記中間層は少なくとも約2.0〜3.0eVのエネルギーギャ
    ップを有する半導体材料を含むことを特徴とする請求項
    1又は2記載のX線像増倍管。
  4. 【請求項4】上記発光層はCsI(Na)を含み、 上記中間層は約2.6eVのエネルギーギャップを有する半
    導体材料を含むことを特徴とする請求項1又は2記載の
    X線像増倍管。
  5. 【請求項5】上記中間層は、黄変ハロゲン化物TiI、In
    I、BiI及び化合物CdO、CdS、InO、ZnO、SnOの中の一つ
    以上の材料を含むことを特徴とする請求項1又は2記載
    のX線像増倍管。
  6. 【請求項6】上記中間層は主としてCdO又はCdSよりなる
    ことを特徴とする請求項5記載のX線像増倍管。
  7. 【請求項7】上記中間層は半径方向の厚さの変化を示す
    ことを特徴とする請求項1乃至6のうちいずれか一項記
    載のX線像増倍管。
  8. 【請求項8】上記中間層は積分エネルギーギャップの半
    径方向の変化を示すことを特徴とする請求項1乃至7の
    うちいずれか一項記載のX線像増倍管。
  9. 【請求項9】上記発光層は均一な厚さを有することを特
    徴とする請求項7又は8記載のX線像増倍管。
  10. 【請求項10】上記発光層は、用いられるX線ビームの
    幾何学形状に適合するよう周辺部方向に減少する厚さを
    有することを特徴とする請求項7又は8記載のX線像増
    倍管。
  11. 【請求項11】上記中間層は、上記発光の吸収を高める
    ためにCsIがドープされた外側層により形成されること
    を特徴とする請求項1乃至10のうちいずれか一項記載の
    X線像増倍管。
JP2001446A 1989-01-09 1990-01-08 X線像増倍管 Expired - Lifetime JP2930342B2 (ja)

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NL8900040A NL8900040A (nl) 1989-01-09 1989-01-09 Roentgenbeeldversterkerbuis met selectief filter.

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JPH0381933A JPH0381933A (ja) 1991-04-08
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