JP3007535B2 - Ｘ線イメージ管 - Google Patents
Ｘ線イメージ管Info
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- JP3007535B2 JP3007535B2 JP6193233A JP19323394A JP3007535B2 JP 3007535 B2 JP3007535 B2 JP 3007535B2 JP 6193233 A JP6193233 A JP 6193233A JP 19323394 A JP19323394 A JP 19323394A JP 3007535 B2 JP3007535 B2 JP 3007535B2
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- rays
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＸ線イメージ管に関し、
特にホトンカウンティングレベルの微弱Ｘ線イメージの
検出に好適なものである。
特にホトンカウンティングレベルの微弱Ｘ線イメージの
検出に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、このような分野の技術としては、
例えば特開平６−４４９２９号に示されるものがある。
この公報では、マイクロチャンネルプレート（ＭＣＰ）
の入力面上に光電面、シンチレータおよびアルミニウム
支持体を順次に配設したＸ線イメージ管が開示されてい
る。また、米国特許第３７４２２４号においては、ＭＣ
Ｐの入力面に金属薄膜を形成したイメージ管が開示さ
れ、特開昭５２−１１９０６１号においては、ＭＣＰの
入力部に透過型電子増倍層と金属層を順に積層したイメ
ージ管が開示されている。
例えば特開平６−４４９２９号に示されるものがある。
この公報では、マイクロチャンネルプレート（ＭＣＰ）
の入力面上に光電面、シンチレータおよびアルミニウム
支持体を順次に配設したＸ線イメージ管が開示されてい
る。また、米国特許第３７４２２４号においては、ＭＣ
Ｐの入力面に金属薄膜を形成したイメージ管が開示さ
れ、特開昭５２−１１９０６１号においては、ＭＣＰの
入力部に透過型電子増倍層と金属層を順に積層したイメ
ージ管が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のいずれ
の技術を用いても、時間応答性に優れた微弱イメージの
検出が困難である。ちなみに、特開平６−４４９２９号
では、シンチレータを必須としているために解像度が低
下し、かつ高速ゲートをかけることも難しい。
の技術を用いても、時間応答性に優れた微弱イメージの
検出が困難である。ちなみに、特開平６−４４９２９号
では、シンチレータを必須としているために解像度が低
下し、かつ高速ゲートをかけることも難しい。
【０００４】そこで、シンチレータを用いることなく、
ホトンカウンティングによりＸ線イメージを取得するた
めに、Ｘ線イメージ管の入力窓（ベリリウム板）に対向
させて配置したＭＣＰの入力部の、特に各チャネルの開
口部に反射型光電面を形成し、Ｘ線を直接に光電子に変
換してＭＣＰで増倍したタイプのＸ線イメージ管が考え
られる。このタイプのＸ線イメージ管によれば、上記の
シンチレータを有することによる問題は解決できる。し
かし、このように構成しても、ベリリウム板とＭＣＰの
間の真空領域で生成したイオン、電子等により、十分に
検出効率を向上できないことが考えられる。
ホトンカウンティングによりＸ線イメージを取得するた
めに、Ｘ線イメージ管の入力窓（ベリリウム板）に対向
させて配置したＭＣＰの入力部の、特に各チャネルの開
口部に反射型光電面を形成し、Ｘ線を直接に光電子に変
換してＭＣＰで増倍したタイプのＸ線イメージ管が考え
られる。このタイプのＸ線イメージ管によれば、上記の
シンチレータを有することによる問題は解決できる。し
かし、このように構成しても、ベリリウム板とＭＣＰの
間の真空領域で生成したイオン、電子等により、十分に
検出効率を向上できないことが考えられる。
【０００５】本発明は、このような従来技術と、これが
有していた課題に鑑みてなされたもので、高効率のＸ線
イメージングが可能なＸ線イメージ管を提供することを
目的とする。
有していた課題に鑑みてなされたもので、高効率のＸ線
イメージングが可能なＸ線イメージ管を提供することを
目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明は、マイクロチ
ャンネルプレートを有するＸ線イメージ管において、Ｘ
線の入射する面とは反対側の面にＸ線に感度を有する透
過型光電面が形成されたベリリウム膜を、真空バルブ内
においてＸ線が入射するようにマイクロチャンネルプレ
ートの入力面に設けたことを特徴とする。真空バルブに
Ｘ線が入射するベリリウム窓を取り付けることが好まし
い。このベリリウム膜の厚みは数μｍ〜２０数μｍであ
ることが好ましい。
ャンネルプレートを有するＸ線イメージ管において、Ｘ
線の入射する面とは反対側の面にＸ線に感度を有する透
過型光電面が形成されたベリリウム膜を、真空バルブ内
においてＸ線が入射するようにマイクロチャンネルプレ
ートの入力面に設けたことを特徴とする。真空バルブに
Ｘ線が入射するベリリウム窓を取り付けることが好まし
い。このベリリウム膜の厚みは数μｍ〜２０数μｍであ
ることが好ましい。
【０００７】ここで、マイクロチャンネルプレートの有
する開口近傍に、Ｘ線に感度を有する反射型光電面が形
成されていてもよい。
する開口近傍に、Ｘ線に感度を有する反射型光電面が形
成されていてもよい。
【０００８】
【作用】この発明によれば、ベリリウム膜と透過型光電
面の間で生成するイオン、電子等が著しく少なく、従っ
て、検出効率が向上されるようにしながら、雑音を抑え
ることができる。また、Ｘ線は透過型光電面で直接に光
電子に変換されるので、解像度の低下や時間応答の低下
を防止できる。また、Ｘ線以外の光、電磁波はベリリウ
ム膜で遮断されるので、バックグラウンドとなる雑音も
低減できる。
面の間で生成するイオン、電子等が著しく少なく、従っ
て、検出効率が向上されるようにしながら、雑音を抑え
ることができる。また、Ｘ線は透過型光電面で直接に光
電子に変換されるので、解像度の低下や時間応答の低下
を防止できる。また、Ｘ線以外の光、電磁波はベリリウ
ム膜で遮断されるので、バックグラウンドとなる雑音も
低減できる。
【０００９】更に、ＭＣＰの入力部（チャネル）開口近
傍に反射型光電面を形成すれば、透過型光電面を通過し
てしまったＸ線を更に光電子に変換でき、検出効率は更
に高まる。
傍に反射型光電面を形成すれば、透過型光電面を通過し
てしまったＸ線を更に光電子に変換でき、検出効率は更
に高まる。
【００１０】
【実施例】以下、添付図面に従い、本発明を実施例によ
り、更に詳細に説明する。
り、更に詳細に説明する。
【００１１】図１は、実施例の要部を示す断面図であ
り、この構成は図２〜図４に示す三つのタイプのＸ線イ
メージ管の丸印で囲む部分に適用される。
り、この構成は図２〜図４に示す三つのタイプのＸ線イ
メージ管の丸印で囲む部分に適用される。
【００１２】図１を詳細に説明すると、例えばＰｂＯを
含有するＭＣＰ１の各チャネルの開口部には、例えばヨ
ウ化セシウム（ＣｓＩ）からなる反射型光電面２が形成
され、このＭＣＰ１の入力面上には例えば金（Ａｕ）か
らなる透過型光電面３が形成されたベリリウム膜４が貼
り付けられている。なお、インコネル電極５はＭＣＰ１
の入、出力面の間にバイアスを与えるものである。ここ
で、透過型光電面３は厚さが３００オングストローム程
度であり、ベリリウム膜４は数μｍ〜２０数μｍであ
る。ベリリウム膜４はＸ線透過の妨げとなるので、でき
るだけ薄いのが望ましいが、本発明では図１の構造は図
２〜図４のものに適用されるため、ベリリウム膜４を十
分に薄くすることが可能である。
含有するＭＣＰ１の各チャネルの開口部には、例えばヨ
ウ化セシウム（ＣｓＩ）からなる反射型光電面２が形成
され、このＭＣＰ１の入力面上には例えば金（Ａｕ）か
らなる透過型光電面３が形成されたベリリウム膜４が貼
り付けられている。なお、インコネル電極５はＭＣＰ１
の入、出力面の間にバイアスを与えるものである。ここ
で、透過型光電面３は厚さが３００オングストローム程
度であり、ベリリウム膜４は数μｍ〜２０数μｍであ
る。ベリリウム膜４はＸ線透過の妨げとなるので、でき
るだけ薄いのが望ましいが、本発明では図１の構造は図
２〜図４のものに適用されるため、ベリリウム膜４を十
分に薄くすることが可能である。
【００１３】図２について、これを説明する。真空バル
ブ１１の一方の開口端には真空気密溶接用フランジ１２
が取り付けられ、これにＢｅ窓支持フランジ１３が溶接
される。そして、Ｂｅ窓支持フランジ１３には大気圧に
耐えられる強度の真空保持用Ｂｅ窓１４が取り付けられ
ている。真空気密溶接用フランジ１２の他方の開口端に
は別の真空気密溶接用フランジ１５が取り付けられ、こ
れに出力面板フランジ１６が溶接されている。そして、
出力面板フランジ１６にはファイバ光学プレートである
出力面ＦＯＰ１７が固定されている。
ブ１１の一方の開口端には真空気密溶接用フランジ１２
が取り付けられ、これにＢｅ窓支持フランジ１３が溶接
される。そして、Ｂｅ窓支持フランジ１３には大気圧に
耐えられる強度の真空保持用Ｂｅ窓１４が取り付けられ
ている。真空気密溶接用フランジ１２の他方の開口端に
は別の真空気密溶接用フランジ１５が取り付けられ、こ
れに出力面板フランジ１６が溶接されている。そして、
出力面板フランジ１６にはファイバ光学プレートである
出力面ＦＯＰ１７が固定されている。
【００１４】真空バルブ１１にはＭＣＰIN電極固定用フ
ランジ２１とＭＣＰOUT 電極固定用フランジ２２が貫通
して設けられ、真空容器の内部には、ＭＣＰIN電極固定
用フランジ２１に接続されたＭＣＰIN電極２３と、ＭＣ
ＰOUT 電極固定用フランジ２２に接続されたＭＣＰOUT
電極２４が配設されている。そして、２枚のＭＣＰ１
は、ＭＣＰIN電極２３とＭＣＰOUT 電極２４の端面で狭
持され、出力面ＦＯＰ１７の入力面と対向して配置され
ている。ＭＣＰ１の入力面には、図１で示したように透
過型光電面３を形成したベリリウム膜４が密着または十
分に近接して設けられ、かつ出力面ＦＯＰ１７の入力面
には図示しない螢光面が形成されている。なお、ゲッタ
ーピン２５はいわゆる真空ゲッタリングを行なうための
ものである。
ランジ２１とＭＣＰOUT 電極固定用フランジ２２が貫通
して設けられ、真空容器の内部には、ＭＣＰIN電極固定
用フランジ２１に接続されたＭＣＰIN電極２３と、ＭＣ
ＰOUT 電極固定用フランジ２２に接続されたＭＣＰOUT
電極２４が配設されている。そして、２枚のＭＣＰ１
は、ＭＣＰIN電極２３とＭＣＰOUT 電極２４の端面で狭
持され、出力面ＦＯＰ１７の入力面と対向して配置され
ている。ＭＣＰ１の入力面には、図１で示したように透
過型光電面３を形成したベリリウム膜４が密着または十
分に近接して設けられ、かつ出力面ＦＯＰ１７の入力面
には図示しない螢光面が形成されている。なお、ゲッタ
ーピン２５はいわゆる真空ゲッタリングを行なうための
ものである。
【００１５】図２のＸ線イメージ管では、真空保持用Ｂ
ｅ窓１４は大気圧に耐えるようにするため、１００〜２
００μｍの厚さになっているが、ＭＣＰ１に密着するベ
リリウム膜４は大気圧に耐える必要がないため、数μｍ
〜２０数μｍで十分である。しかし、ベリリウム膜４は
十分に薄くなっていても、ベリリウム膜４と真空保持用
Ｂｅ窓１４の間の真空容器中で生成したイオンや電子が
ＭＣＰ１に入射するのを阻止できる。そして、十分に薄
くされるので、真空保持用Ｂｅ窓１４を透過したＸ線の
大半は、ベリリウム膜４を透過させることができる。ま
た、ベリリウム膜４はＭＣＰ１と密着される透過型光電
面３の保持部材としても働く。
ｅ窓１４は大気圧に耐えるようにするため、１００〜２
００μｍの厚さになっているが、ＭＣＰ１に密着するベ
リリウム膜４は大気圧に耐える必要がないため、数μｍ
〜２０数μｍで十分である。しかし、ベリリウム膜４は
十分に薄くなっていても、ベリリウム膜４と真空保持用
Ｂｅ窓１４の間の真空容器中で生成したイオンや電子が
ＭＣＰ１に入射するのを阻止できる。そして、十分に薄
くされるので、真空保持用Ｂｅ窓１４を透過したＸ線の
大半は、ベリリウム膜４を透過させることができる。ま
た、ベリリウム膜４はＭＣＰ１と密着される透過型光電
面３の保持部材としても働く。
【００１６】図３のＸ線イメージ管では、Ｂｅ窓支持フ
ランジ１３には真空保持用Ｂｅ窓１４が取り付けられて
いない。そして、Ｂｅ窓支持フランジ１３は直接にＸ線
源の真空保持部２７に連結されている。したがって、ベ
リリウム膜４は十分薄くすることが可能である一方、イ
オンや電子の入射も阻止でき、紫外線などの入射も阻止
できる。なお、その他の構成については図２と同様であ
る。
ランジ１３には真空保持用Ｂｅ窓１４が取り付けられて
いない。そして、Ｂｅ窓支持フランジ１３は直接にＸ線
源の真空保持部２７に連結されている。したがって、ベ
リリウム膜４は十分薄くすることが可能である一方、イ
オンや電子の入射も阻止でき、紫外線などの入射も阻止
できる。なお、その他の構成については図２と同様であ
る。
【００１７】図４のＸ線イメージ管では、真空バルブ１
１の一方の開口端に真空気密溶接用フランジ１２取り付
けられ、これにＢｅ固定真空シールフランジ３１が溶接
される。ＭＣＰOUT 電極固定用フランジ２２に接続され
たＭＣＰOUT 電極２４にはＭＣＰ１が支持されており、
このＭＣＰ１の上面とＢｅ固定真空シールフランジ３１
の端部上面にはＢｅ箔３２が接して設けられ、これはＢ
ｅ固定真空シールフランジ３１に接続されたＭＣＰ組立
圧支持板３３により固定されている。
１の一方の開口端に真空気密溶接用フランジ１２取り付
けられ、これにＢｅ固定真空シールフランジ３１が溶接
される。ＭＣＰOUT 電極固定用フランジ２２に接続され
たＭＣＰOUT 電極２４にはＭＣＰ１が支持されており、
このＭＣＰ１の上面とＢｅ固定真空シールフランジ３１
の端部上面にはＢｅ箔３２が接して設けられ、これはＢ
ｅ固定真空シールフランジ３１に接続されたＭＣＰ組立
圧支持板３３により固定されている。
【００１８】図４のＸ線イメージ管では、Ｂｅ箔３２は
大気と真空を仕切ることになるが、Ｂｅ箔３２はＭＣＰ
１によって支持されているため、十分に薄くされていて
も大気圧に耐えることができる。したがって軟Ｘ線をあ
まり減衰させることなく透過できるので、検出効率が高
い。また、イオン、自由電子はもちろんのこと、紫外線
の入射なども阻止できる。なお、図４の場合には、ＭＣ
Ｐ１に支持されてはいるが、大気圧が印加されるので、
図２，３と比べてＢｅ箔３２はやや厚目であり、２５〜
５０μｍとすることが望ましい。
大気と真空を仕切ることになるが、Ｂｅ箔３２はＭＣＰ
１によって支持されているため、十分に薄くされていて
も大気圧に耐えることができる。したがって軟Ｘ線をあ
まり減衰させることなく透過できるので、検出効率が高
い。また、イオン、自由電子はもちろんのこと、紫外線
の入射なども阻止できる。なお、図４の場合には、ＭＣ
Ｐ１に支持されてはいるが、大気圧が印加されるので、
図２，３と比べてＢｅ箔３２はやや厚目であり、２５〜
５０μｍとすることが望ましい。
【００１９】ところで、Ｘ線入射窓としてのベリリウム
膜は、Ｘ線を減衰させないためには薄いほど良いが、あ
まり薄いとイオン、電子の入射を阻止でない等、ＭＣＰ
の入力面に接して設けられるベリリウム膜の意味自体が
喪失する。一方、ベリリウム膜のＸ線透過率は波長によ
っても異なり、したがって、ベリリウム膜の具体的な厚
さは、検出したいＸ線の波長やその他の条件に応じて選
択される。
膜は、Ｘ線を減衰させないためには薄いほど良いが、あ
まり薄いとイオン、電子の入射を阻止でない等、ＭＣＰ
の入力面に接して設けられるベリリウム膜の意味自体が
喪失する。一方、ベリリウム膜のＸ線透過率は波長によ
っても異なり、したがって、ベリリウム膜の具体的な厚
さは、検出したいＸ線の波長やその他の条件に応じて選
択される。
【００２０】図５には、ベリリウム膜におけるＸ線の透
過特性を示している。膜厚が５、１０、３０、５０、１
００μｍの場合を表示しており、軟Ｘ線領域である１ｋ
ｅＶにおいては、３０μｍでは３％しか透過しないが、
１０μｍであれば３２％、５μｍであれば６０％の透過
率である。したがって、本発明のように数μｍ〜２０数
μｍの厚さに構成すれば、高効率の検出をなし得ること
がわかる。
過特性を示している。膜厚が５、１０、３０、５０、１
００μｍの場合を表示しており、軟Ｘ線領域である１ｋ
ｅＶにおいては、３０μｍでは３％しか透過しないが、
１０μｍであれば３２％、５μｍであれば６０％の透過
率である。したがって、本発明のように数μｍ〜２０数
μｍの厚さに構成すれば、高効率の検出をなし得ること
がわかる。
【００２１】図６は、透過型光電面であるＡｕ膜の透過
率を示している。膜厚を３００オングストロームとすれ
ば、１ｋｅＶのＸ線の約７５％はＡｕ透過型光電面を通
過することがわかる。したがって、この透過したＸ線は
ＭＣＰの入力部に形成された反射型光電面に入射される
ので、ここからも光電子放出されることがわかる。
率を示している。膜厚を３００オングストロームとすれ
ば、１ｋｅＶのＸ線の約７５％はＡｕ透過型光電面を通
過することがわかる。したがって、この透過したＸ線は
ＭＣＰの入力部に形成された反射型光電面に入射される
ので、ここからも光電子放出されることがわかる。
【００２２】以上のように、本発明によれば、高効率の
Ｘ線イメージングが可能になるが、この事情を図７によ
り説明する。図７は光電子が放出される様子を模式的に
示している。
Ｘ線イメージングが可能になるが、この事情を図７によ
り説明する。図７は光電子が放出される様子を模式的に
示している。
【００２３】すなわち、あるＸ線（Ａ）はＢｅ膜を透過
し、透過型光電面であるＡｕ膜で光電子に変換され、別
のＸ線（Ｂ）はＢｅ膜およびＡｕ膜を透過し、反射型光
電面あるＣｓＩ膜で光電子に変換される。また、一部の
Ｘ線（Ｃ）については、Ｂｅ膜やおよびＡｕ膜を透過
し、ＭＣＰの二次電子放出面で光電子に変換されること
がある。
し、透過型光電面であるＡｕ膜で光電子に変換され、別
のＸ線（Ｂ）はＢｅ膜およびＡｕ膜を透過し、反射型光
電面あるＣｓＩ膜で光電子に変換される。また、一部の
Ｘ線（Ｃ）については、Ｂｅ膜やおよびＡｕ膜を透過
し、ＭＣＰの二次電子放出面で光電子に変換されること
がある。
【００２４】一方、一部のＸ線（Ｄ）はＢｅ膜で吸収さ
れてしまうが、紫外線なども効率よくＢｅ膜に吸収さ
れ、雑音となる光電子を発生されることはない。さら
に、電子やイオンなどもＢｅ膜でトラップされる。この
ような紫外線、電子やイオンは、Ｘ線源から出射される
ことがあり、また、Ｂｅ膜前面における電界などで生成
されることもある。本発明では、反射型光電面であるＡ
ｕ膜の前方にＢｅ膜が設けられ、しかも接しているの
で、このような雑音を生成させる要因は、高エネルギー
の宇宙線などを除き、効率よく除去できる。したがっ
て、ホトンカウンティングレベルでの極めて微弱なＸ線
イメージングが可能となる。
れてしまうが、紫外線なども効率よくＢｅ膜に吸収さ
れ、雑音となる光電子を発生されることはない。さら
に、電子やイオンなどもＢｅ膜でトラップされる。この
ような紫外線、電子やイオンは、Ｘ線源から出射される
ことがあり、また、Ｂｅ膜前面における電界などで生成
されることもある。本発明では、反射型光電面であるＡ
ｕ膜の前方にＢｅ膜が設けられ、しかも接しているの
で、このような雑音を生成させる要因は、高エネルギー
の宇宙線などを除き、効率よく除去できる。したがっ
て、ホトンカウンティングレベルでの極めて微弱なＸ線
イメージングが可能となる。
【００２５】図８は、本発明にもとづき試作されたＸ線
イメージ管、従来のＸ線イメージ管およびＸ線ＩＩ（イ
メージインテンシファイヤ）管の特性を対比する表であ
る。ここで、Ｘ線ＩＩ管はシンチレータを組み付けたＩ
Ｉ（イメージインテンシファイヤ）管である。表に示す
通り、Ｘ線ＩＩ管では量子効率が高いが暗電流が多く、
アナログイメージが得られるのみである。これに対し、
Ｘ線イメージ管は、Ｘ線ＩＩ管の様に、Ｘ線の入射によ
るシンチレータからの光が光電面で光電子に変換される
如く、一旦可視光（シンチレーション光）に変換して検
出するものではなく、直接にＸ線がＣｓＩ光電面に入射
されて電子に変換されるため、シンチレータによるバッ
クグラウンド暗電流がなく、ＣｓＩ光電面あるいはＭＣ
Ｐが宇宙線等の外来放射線により時々励起されて出す電
子（１〜２ＣＰＳ／光電面全面）が唯一の雑音である。
このため、感度（量子効率）は低いものの、フレームメ
モリ等で積算することで、Ｘ線ＩＩ管ではバックグラウ
ンドに埋もれてしまった微弱なＸ線イメージも、Ｘ線イ
メージ管によればホトンカウンティングイメージとして
高感度で撮像することができる。
イメージ管、従来のＸ線イメージ管およびＸ線ＩＩ（イ
メージインテンシファイヤ）管の特性を対比する表であ
る。ここで、Ｘ線ＩＩ管はシンチレータを組み付けたＩ
Ｉ（イメージインテンシファイヤ）管である。表に示す
通り、Ｘ線ＩＩ管では量子効率が高いが暗電流が多く、
アナログイメージが得られるのみである。これに対し、
Ｘ線イメージ管は、Ｘ線ＩＩ管の様に、Ｘ線の入射によ
るシンチレータからの光が光電面で光電子に変換される
如く、一旦可視光（シンチレーション光）に変換して検
出するものではなく、直接にＸ線がＣｓＩ光電面に入射
されて電子に変換されるため、シンチレータによるバッ
クグラウンド暗電流がなく、ＣｓＩ光電面あるいはＭＣ
Ｐが宇宙線等の外来放射線により時々励起されて出す電
子（１〜２ＣＰＳ／光電面全面）が唯一の雑音である。
このため、感度（量子効率）は低いものの、フレームメ
モリ等で積算することで、Ｘ線ＩＩ管ではバックグラウ
ンドに埋もれてしまった微弱なＸ線イメージも、Ｘ線イ
メージ管によればホトンカウンティングイメージとして
高感度で撮像することができる。
【００２６】図９に示す写真に示す写真は、ＩＩ管にシ
ンチレータを組み合せたＸ線ＩＩ管のダークイメージ
（１／３０秒積算）である。バックグラウンドが高く、
図１０のようなアナログイメージ（１／３０秒積算）し
か得られない。
ンチレータを組み合せたＸ線ＩＩ管のダークイメージ
（１／３０秒積算）である。バックグラウンドが高く、
図１０のようなアナログイメージ（１／３０秒積算）し
か得られない。
【００２７】Ｘ線イメージ管によれば、Ｘ線ＩＩ管に比
べてバッググラウンドが十分に低く、ホトンカウンティ
ングイメージが得られる。図１１は、本発明のＸ線イメ
ージ管のダークイメージ（１００秒積算）である。Ｘ線
ＩＩ管はもちろんのこと、従来のＸ線イメージ管と比べ
てもバックグラウンドが十分に低く、図１２のような良
好な極めて良好なホトンカウンティングイメージ（１０
０秒積算）を得ることができる。
べてバッググラウンドが十分に低く、ホトンカウンティ
ングイメージが得られる。図１１は、本発明のＸ線イメ
ージ管のダークイメージ（１００秒積算）である。Ｘ線
ＩＩ管はもちろんのこと、従来のＸ線イメージ管と比べ
てもバックグラウンドが十分に低く、図１２のような良
好な極めて良好なホトンカウンティングイメージ（１０
０秒積算）を得ることができる。
【００２８】次に、本発明者は、Ｂｅ膜のシールド効果
とＡｕ、ＣｓＩ光電面のＸ線／光電子変換効率を調べ
た。図１３は試作したＸ線／光電子変換部を正面図で示
している。すなわち、ＭＣＰ上に反射型光電面となるＡ
ｕ、ＣｓＩをそれぞれ１０００、２０００オングストロ
ームずつ蒸着し、厚さ２５μｍのＢｅ膜上に透過型光電
面となるＡｕ、ＣｓＩをそれぞれ３００、４００オング
ストロームずつ蒸着し、密着させてイメージ管に組み込
んだ。
とＡｕ、ＣｓＩ光電面のＸ線／光電子変換効率を調べ
た。図１３は試作したＸ線／光電子変換部を正面図で示
している。すなわち、ＭＣＰ上に反射型光電面となるＡ
ｕ、ＣｓＩをそれぞれ１０００、２０００オングストロ
ームずつ蒸着し、厚さ２５μｍのＢｅ膜上に透過型光電
面となるＡｕ、ＣｓＩをそれぞれ３００、４００オング
ストロームずつ蒸着し、密着させてイメージ管に組み込
んだ。
【００２９】したがって、図１３において、領域Ａ〜Ｈ
は、 Ａ→ＭＣＰ／ＣｓＩ反射型光電面 Ｂ→ＭＣＰ／Ａｕ反射型光電面 Ｃ→ＭＣＰ／ＣｓＩ反射型光電面／Ｂｅ膜 Ｄ→ＭＣＰ／Ａｕ反射型光電面／Ｂｅ膜 Ｅ→ＭＣＰ／ＣｓＩ反射型光電面／Ａｕ透過型光電面／
Ｂｅ膜 Ｆ→ＭＣＰ／Ａｕ反射型光電面／Ａｕ透過型光電面／Ｂ
ｅ膜 Ｇ→ＭＣＰ／ＣｓＩ反射型光電面／ＣｓＩ透過型光電面
／Ｂｅ膜 Ｈ→ＭＣＰ／Ａｕ反射型光電面／ＣｓＩ透過型光電面／
Ｂｅ膜 となっている。
は、 Ａ→ＭＣＰ／ＣｓＩ反射型光電面 Ｂ→ＭＣＰ／Ａｕ反射型光電面 Ｃ→ＭＣＰ／ＣｓＩ反射型光電面／Ｂｅ膜 Ｄ→ＭＣＰ／Ａｕ反射型光電面／Ｂｅ膜 Ｅ→ＭＣＰ／ＣｓＩ反射型光電面／Ａｕ透過型光電面／
Ｂｅ膜 Ｆ→ＭＣＰ／Ａｕ反射型光電面／Ａｕ透過型光電面／Ｂ
ｅ膜 Ｇ→ＭＣＰ／ＣｓＩ反射型光電面／ＣｓＩ透過型光電面
／Ｂｅ膜 Ｈ→ＭＣＰ／Ａｕ反射型光電面／ＣｓＩ透過型光電面／
Ｂｅ膜 となっている。
【００３０】このような試作品について、実際にＸ線イ
メージングの実験を行ない、次のような結果を得た。
メージングの実験を行ない、次のような結果を得た。
【００３１】第１に、領域Ａ，Ｂと領域Ｃ〜Ｈとの間の
対比から、Ｂｅ膜がバックグラウンド低減に極めて有効
であることを確認した。また、２５μｍ程度の膜厚なら
ば、Ｂｅ膜によるＸ線透過率の減少は問題にならないこ
とも確認した。
対比から、Ｂｅ膜がバックグラウンド低減に極めて有効
であることを確認した。また、２５μｍ程度の膜厚なら
ば、Ｂｅ膜によるＸ線透過率の減少は問題にならないこ
とも確認した。
【００３２】第２に、領域Ａ，Ｂと、領域Ｃ，Ｄとの間
の対比から、Ｂｅ膜自体が感度向上に寄与していること
が判明した。その理由としては、ＭＣＰで生成した光電
子がチャネル内へ効率よく侵入していく作用をＢｅ膜が
奏している、あるいは、Ｂｅ膜でＸ線が散乱して光電面
に衡突する確率が高まる、等が考えられる。
の対比から、Ｂｅ膜自体が感度向上に寄与していること
が判明した。その理由としては、ＭＣＰで生成した光電
子がチャネル内へ効率よく侵入していく作用をＢｅ膜が
奏している、あるいは、Ｂｅ膜でＸ線が散乱して光電面
に衡突する確率が高まる、等が考えられる。
【００３３】第３に、反射型光電面に加えて透過型光電
面を併用するとで、変換効率を更に向上できることを確
認した。
面を併用するとで、変換効率を更に向上できることを確
認した。
【００３４】
【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、薄いＢｅ
膜でバックグラウンドとなる不要な電子、紫外線を阻止
しながら、透過型光電面によって入射Ｘ線を高効率で光
電子に変換できるので、低ノイズで、しかも高効率の軟
Ｘ線イメージングが可能なＸ線イメージ管を提供でき
る。
膜でバックグラウンドとなる不要な電子、紫外線を阻止
しながら、透過型光電面によって入射Ｘ線を高効率で光
電子に変換できるので、低ノイズで、しかも高効率の軟
Ｘ線イメージングが可能なＸ線イメージ管を提供でき
る。
【図１】実施例の要部構成を示す端面図。
【図２】図１の構成が適用されるＸ線イメージ管の第１
の例の断面図。
の例の断面図。
【図３】図１の構成が適用されるＸ線イメージ管の第２
の例の断面図。
の例の断面図。
【図４】図１の構成が適用されるＸ線イメージ管の第３
の例の断面図。
の例の断面図。
【図５】Ｂｅ膜のＸ線透過率を示す図。
【図６】Ａｕ膜のＸ線透過率を示す図。
【図７】本発明の作用を模式的に示す図。
【図８】本発明のＸ線イメージ管を従来比と対比する図
表。
表。
【図９】Ｘ線ＩＩ管のダークイメージの図。
【図１０】Ｘ線ＩＩ管のアナログイメージの図。
【図１１】本発明のＸ線イメージ管のダークイメージの
図。
図。
【図１２】本発明のＸ線イメージ管のホトンカウンティ
ングイメージの図。
ングイメージの図。
【図１３】試作したＸ線／光電子変換体の正面図。
１…ＭＣＰ、２…反射型光電面、３…透過型光電面、４
…ベリリウム膜、１１…真空バルブ、１２…真空気密溶
接用フランジ、１３…Ｂｅ窓支持フランジ、１４…真空
保持用Ｂｅ窓、１５…真空気密溶接用フランジ、１６…
出力面板フランジ、１７…出力面ＦＯＰ、２１…ＭＣＰ
IN電極固定用フランジ、２２…ＭＣＰOUT電極固定用フ
ランジ、２３…ＭＣＰIN電極、２４…ＭＣＰOUT 電極、
３１…Ｂｅ固定真空シールフランジ、３２…Ｂｅ箔、３
３…ＭＣＰ組立圧支持板。
…ベリリウム膜、１１…真空バルブ、１２…真空気密溶
接用フランジ、１３…Ｂｅ窓支持フランジ、１４…真空
保持用Ｂｅ窓、１５…真空気密溶接用フランジ、１６…
出力面板フランジ、１７…出力面ＦＯＰ、２１…ＭＣＰ
IN電極固定用フランジ、２２…ＭＣＰOUT電極固定用フ
ランジ、２３…ＭＣＰIN電極、２４…ＭＣＰOUT 電極、
３１…Ｂｅ固定真空シールフランジ、３２…Ｂｅ箔、３
３…ＭＣＰ組立圧支持板。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−129134（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−176356（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01J 31/50 H01J 29/38
Claims (3)
- 【請求項１】 マイクロチャンネルプレートを有するＸ
線イメージ管において、Ｘ線の入射する面とは反対側の
面にＸ線に感度を有する透過型光電面が形成されたベリ
リウム膜を、真空バルブ内においてＸ線が入射するよう
に前記マイクロチャンネルプレートの入力面に設けたこ
とを特徴とするＸ線イメージ管。 - 【請求項２】 前記真空バルブにＸ線が入射するベリリ
ウム窓を取り付けたことを特徴とする請求項１に記載の
Ｘ線イメージ管。 - 【請求項３】 前記ベリリウム膜の厚みは数μｍ〜２０
数μｍであることを特徴とする請求項１に記載のＸ線イ
メージ管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6193233A JP3007535B2 (ja) | 1994-08-17 | 1994-08-17 | Ｘ線イメージ管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6193233A JP3007535B2 (ja) | 1994-08-17 | 1994-08-17 | Ｘ線イメージ管 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0864160A JPH0864160A (ja) | 1996-03-08 |
| JP3007535B2 true JP3007535B2 (ja) | 2000-02-07 |
Family
ID=16304545
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6193233A Expired - Lifetime JP3007535B2 (ja) | 1994-08-17 | 1994-08-17 | Ｘ線イメージ管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3007535B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109585243A (zh) * | 2018-12-27 | 2019-04-05 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | 一种x射线分幅相机分幅变像管及封接方法 |
| CN110596743B (zh) * | 2019-09-30 | 2024-09-27 | 中国科学技术大学 | 用于磁约束聚变装置中的双膜软x射线荧光高速成像系统 |
-
1994
- 1994-08-17 JP JP6193233A patent/JP3007535B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0864160A (ja) | 1996-03-08 |
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