JP3028978B2 - イメージ増倍管 - Google Patents

イメージ増倍管

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JP3028978B2
JP3028978B2 JP3221671A JP22167191A JP3028978B2 JP 3028978 B2 JP3028978 B2 JP 3028978B2 JP 3221671 A JP3221671 A JP 3221671A JP 22167191 A JP22167191 A JP 22167191A JP 3028978 B2 JP3028978 B2 JP 3028978B2
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    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
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    • H01J31/08Cathode ray tubes; Electron beam tubes having a screen on or from which an image or pattern is formed, picked up, converted, or stored
    • H01J31/50Image-conversion or image-amplification tubes, i.e. having optical, X-ray, or analogous input, and optical output
    • H01J31/501Image-conversion or image-amplification tubes, i.e. having optical, X-ray, or analogous input, and optical output with an electrostatic electron optic system
    • HELECTRICITY
    • 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
    • H01J29/86Vessels; Containers; Vacuum locks

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

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はイメージ増倍管、より詳
しくは、イメージ増倍管の直視ウィンドウの電気絶縁性
の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図1は、たとえば放射線用に使用されて
いる従来のイメージ増倍管の概略図を示しており、主と
してx線光子を可視光に変換するシンチレーション・ス
クリーンをも備えている点で、他のタイプと異なってい
る。
【0003】このイメージ増倍管は、密封された真空の
ガラス製管球2よりなり、一方の端に入力ウィンドウ3
を有し、放射線影像を形成する、X1, X2, X3 ・・
・Xn の放射線にさらされる。シンチレーション・スク
リーン4はX線を光線に変換する。その光線は、フォト
・カソード5を励起し電子を放出させる。これらの電子
は、フォト・カソード5から捕集され、加速されて入力
ウィンドウ3と反対側にある管球2の後端15に配置さ
れている直視ウィンドウ6に供給される。この目的のた
め、イメージ増倍管には、縦方向の中心線17の周囲
に、それぞれ異なる電極7およびアノード8が取り付け
られている。
【0004】直視ウィンドウ6にはカソード蛍光スクリ
ーン9がついており、電子がここに衝突すると、フォト
カソード5の表面に最初に形成された影像(高輝度を有
する)を再構成する。この蛍光スクリーンは、一般にそ
れ自身は、通常伝導性かつ反射性の物質、一般にはアル
ミニュウムの非常に薄いフィルムで被覆した蛍光性フィ
ルムよりなる。この蛍光スクリーン9は透明なガラス製
の支持体12上に形成され、12と9よりなる構成体は
金属製のスペーサ13により管球2の壁19より構成さ
れる直視ウィンドウ18上に取付られている。
【0005】蛍光スクリーン9上に形成される影像は、
ガラス製の管球2を通して見ることができる。光学系1
0は、一般に、この影像を取り込み、観察できるように
直視ウィンドウ6に接近してイメージ増倍管の外側に取
り付けられている。この構成により、イメージ増倍管を
特に光学系10から電気的に絶縁する問題が単純化され
る。アノード8は、一般に、大地電位に近い電位にある
フォート・カソード5に較べて高い電位にある。場合に
応じて、アノードの電位は+15, 000ボルトから+
45, 000ボルトの間にある。蛍光スクリーン9はア
ノード8に非常に近接しており、そのため、アノードの
電位に等しいか、または近い電位にある。とくに、その
理由としては、表面がフォート・カソード5の方向に向
いており、蛍光スクリーン9を分極するために、一般に
アノード8の電位またはそれに非常に近い電位に接続さ
れた導電性フィルム11を保持していることによる。
【0006】図1に示す例において、電圧の正分極が管
球2を通過し、シールされた導電性コンポーネントによ
りアノード8に与えられる。この導電性コンポーネント
はアノード8により接続され、金属フィルム11はそれ
自身メタル・スペーサー13によりアノードに接続され
ている。
【0007】直視ウィンドウ6は管球2により支持さ
れ、高電圧にあるすべてのコンポーネントは管球2の中
に組み込まれており、したがって、ガラス製の管球2が
光学系10の電気的絶縁を効果的に行なうことが理解で
きる。
【0008】図1に示した従来の構成は、多くの製品で
用いられ満足すべき結果を得ている。あるメーカーは、
光学的特性をさらに向上するために(影像のコントラス
トと解像度を改良するために)とくにガラス製支持体1
2とスペース14内の真空で形成されるインタフェース
ならびにこの支持体と管球後部15との間で形成される
インタフェースを取り除く試みをしている。
【0009】その結果、図1に示したものに類似してい
るが、直視ウィンドウ6を含む後部15の異なるイメー
ジ増倍管が製造されている。
【0010】図2はイメージ増倍管の部分断面図であ
る。すなわち、図1の囲み16で囲まれた中の後部15
に相当する拡大図で光学特性を改善するために行なわれ
た改良を図示したものである。
【0011】カソード蛍光スクリーン9とそれを取り付
けている支持体12とは、イメージ増倍管に密接してお
り管球の一部を構成し、管球を真空密封する上で役立っ
ている。
【0012】その結果、カソード蛍光スクリーン9とそ
の支持体12により構成される組み立て部分は、金属部
品20, 26によりガラス製の管球壁19に取り付けら
れている。部品20, 26は一体溶接され、その一方は
初めに壁19に取り付けられ、もう一方はガラス製支持
体12に取り付けられている。
【0013】その結果、カソード蛍光スクリーン9を保
持しているガラス製支持体の一方の面22はイメージ増
倍管の外側に面することになる。コントラストを改善す
る従来の方法は、この面に対して適用される。たとえ
ば、選択吸収性と外面23上に反射防止処理を施したガ
ラスを接着剤24の皮膜によりガラス製支持体12に取
り付ける。さらに、皮膜24は光学的コントラストを改
善するように選ぶことができる。これらの最後の部品に
より達成される機能は、以前には少なくとも部分的に、
図1に示すガラス製管球2により行われていた。しかし
ながら、ガラス製管球2の後部を取り除くことにより前
述のインタフェースが取り除かれる。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図2に
示す構成では、ガラス製支持体12とカソード蛍光スク
リーン9を保持する金属部品20, 26は、管の外側か
らアクセスできるため絶縁しなければならないという欠
点がある。
【0015】これら20, 26の金属部品はアノード8
に非常に接近しているためアノードの電位に近いのは当
然である。さらに、図2の例に示すように、これらの金
属部品は高電圧をイメージ増倍管およびアノード8に供
給するために、たとえば、金属部品20に芯線をハンダ
付けした高圧ケーブルを使用したり、またこの部分とア
ノードとの間の導体要素として金属皮膜11を金属部品
20, 26まで延長することがある。ガラス製支持体1
2と球壁19は、機械的強度上の理由と耐真空性の密封
を行なうためと、また機械加工上の問題から、金属部品
により機械的にのみ接続されることができるということ
に注目すべきである。
【0016】現在までのところ、金属部品20, 26は
高電圧絶縁樹脂で被覆することにより電気的絶縁を行な
っている。この樹脂は保護層30を形成し、その厚さは
高電圧値と使用する樹脂特性により決められる。
【0017】この電気的絶縁は、要求される保護基準を
必ずしも満足していないことが認められている。ある場
合には、保護層30の特性が劣化し、工場における試験
では、運転、設置、気候条件によって生じる使用中に遭
遇する広範囲の条件を再現するのに十分でないことが示
されている。実際上、異論を挟む余地のない結論とし
て、主として、保護皮膜の厚さを増すか、またはそれに
使用する材料の性質を改善することによって、安全の余
裕を増やさなければならないということがある。
【0018】
【課題を解決するための手段】本発明の発明者は、異な
った解決方法を用いた。すなわち、保護皮膜に対して、
イメージ増倍管の外部の部品により生起されるすべての
影響を最小限にすることが望ましいと信じている。この
基準をもとに発明者は、とくに絶縁材の厚さにより生じ
る電気力線の過度の局部的集中をすべて排除するため
に、すなわち、長期的には、この絶縁材の性質を低減す
る恐れのある絶縁材中での電界強度の全般的、あるいは
局所的増大をすべて排除するために、電気力線の形状を
“凍結”することを試みた。
【0019】たとえば、光学系10を金属製ボックス中
に密閉し大地電位に保持してもよく、また保護層30内
の電界強度は存在する電位差に依存するが、しかし、光
学系10と金属部品20, 26間の距離にも依存する。
その結果、電界強度は距離が一定でないため、絶縁の部
分によりかなり変化し、したがって、電界にピークが生
じ非常に高い局部電界強度の現れることがある。
【0020】本発明は、放射線医学に関すると否とを問
わず、高電位にある一つ以上の部品が直視ウィンドウに
近接して存在し、かつ管球の外側にある形式のイメージ
増倍管より構成される。本発明は、とくに、高電位に保
持された部品を電気的に絶縁するために、これら部品上
に保護層を形成することよりなる。
【0021】本発明は、直視ウィンドウと直視ウィンド
ウに近接して存在する金属部品とを有するイメージ増倍
管であって、これらの金属部品が増倍管の高圧電力供給
電位の一つに等しいか、またはそれに近い電位にあり、
その金属部品が増倍管の外側から絶縁スクリーンにより
電気的に絶縁され、管中では絶縁スクリーンが前記金属
部品から電気絶縁層により分離された導電性層を有する
ことを特徴とするイメージ増倍管である。
【0022】本構成により、管の外部にあるコンポーネ
ントによる電気力線の絶縁層内における過度の局部的集
中の形成が防止される。これらの“コンポーネント”
は、湿度、さらに一般的表現では、伝導効果または誘導
効果により電界を変化させることができる、すべての構
成材としての機械部品ということができることを認識す
べきである。
【0023】さらに、本構成では、第一に導電層をあら
かじめ決められた電位に接続し、使用する材料の性質に
適した絶縁層内の電気的条件を構成し、外部構成材の存
在によるこれらの条件の変化をすべて排除することが可
能となり、第二に静電荷を“排流”することが可能とな
る。
【0024】このことは、絶縁層の厚みが最適化され、
既知の操作条件に適するように厳密に必要な厚さまで減
少することが可能になるということを意味している。
【0025】
【実施例】図3は本発明に係るイメージ増倍管30を示
している。イメージ増倍管30は従来形の管のように真
空密封された管球2を有し、その一端は導入ウィンドウ
3を形成している。導入ウィンドウ3側の端において管
球2はシンチレーション・スクリーン4およびフォト・
カソード5を有する。複数の電極7がイメージ増倍管の
縦の中心線17の周囲に配置されている。アノード8は
直視ウィンドウ6aに接近して管球の後端15にある。
【0026】イメージ増倍管30は図2ですでに示した
タイプである。すなわち、直視ウィンドウを形成してい
る構成材は金属部品20, 26により支持されており、
これはすでに述べた光学的改善のためである。図2の例
と同様な方法で、直視ウィンドウ6aはガラス製支持体
12を含み、それにカソード蛍光層9が塗布され、それ
自身は薄い金属シート11、たとえばアルミニウムによ
り被覆されている。管30の外側ではガラス製支持体1
2は、コントラストを改善するために接着剤24により
保持されたガラス31が取り付けられている。金属シー
ト11は金属部品20, 26へ延長され、そこに高圧ケ
ーブルの芯線32がハンダ付けされ、高電圧の正電気電
源は、図2に示す従来技術の場合と同様に導電性エレメ
ント33を通してアノード8に対して供給される。
【0027】金属部品20, 26は管球2と直視ウィン
ドウ6の間で縦方向の中心線17の回りに取り付けられ
ている。導電層36も実質的には同様な方法で中心線の
回りを取り囲んでいる。
【0028】導電層36は、金属部品20, 26を取り
囲んで電位面を形成している。金属部品20, 26と異
なった電位の構成材が管の外側に存在すると、導電層3
6は電気力線の分布(図示されていない)を生じ、位置
もしくは電位またはこの外側の構成材を変えてもそれほ
ど改善されない。この外側の構成材は、たとえば直視ウ
ィンドウ6aにより形成される影像を得るために従来用
いられている光学系10のためのケーシングであること
もできる。これらの光学系は通常基準電位として大地電
位を用いる。
【0029】さらに、導電層36は、ある一定の電位に
保持することができる。この電位は、金属部品に加えら
れる高電圧に対し、金属部品と導電性層の間に電位差を
保持し、この電位差は絶縁層37を形成する材料の誘電
強度特性に適するように選ばれた、あらかじめ決められ
た最大電位に等しいか、もしくは小さい。たとえば、導
電層36は使用者に対し危険がなく、かつ、もし偶然に
管外の部品に触れた場合にショートの原因とならないよ
うに接地することができる。
【0030】導電層36を生成する方法は、その作用に
影響を与えない。いかなる導電性物質でもよく、導電層
36は絶縁層37に用いられる材料の特性に適合した特
性を持っていなければならない。とくに、その熱膨張係
数および弾性係数は適合可能でなければならない。
【0031】導電層36が十分厚い金属、すなわち、固
体状でああれば、それはまた不意の衝撃、たとえば、絶
縁層37を損傷する恐れのある衝撃から保護するための
機械的スクリーンとしても機能することができることに
注目すべきである。
【0032】導電層36の別の利点は、周囲の環境の湿
度やその他の要素に対し、それ自身とくに効果的スクリ
ーンを形成し、このスクリーンの効率は導電層36の縁
端部が管球に近接していれば、向上するということであ
る。
【0033】従来から、使用されている種々の材料を絶
縁層37に対し使うことが可能である。たとえば、シラ
ン、ポリウレタン、エポキシ等の種々の重合樹脂であ
る。ポリブタジエン系のポリウレタン樹脂もまた使用す
ることができる。とくに、絶縁スクリーン35をできる
かぎり小さくしたい場合、たとえば、光学系10を直視
ウィンドウ6にできるかぎり接近して取付けたい場合で
ある。試験の結果、この材料は約2mmの厚さで大地に
対し30, 000ボルトの電位差に完全に耐え得ること
が分かった。この電位差はアノード8、したがって金属
部品20, 26に対して、導電層36を接地した状態で
印加された。導電層36は、固体のアルミニウム、すな
わち約0. 5mmの厚さで作製された。
【0034】絶縁層37の熱膨張係数と導電層36の熱
膨張係数とは異なっていたが、その不一致は、絶縁層3
7に用いられた樹脂の弾性と、導電層36を形成する金
属スクリーンの捻れにより吸収されている。このことは
極めて重要である。というのは操作中、これら2つの層
36, 37は、絶縁体中の電気的条件の変化をできるか
ぎり生じないように、その共通のインタフェース上のす
べての点の接触を比較的緊密に保持しなければならない
からである。さらに、アルミニウムとポリウレタン樹脂
は互いによく接着し合うという利点を持っている。導電
層36に用いられる材料の厚さ、および、または種類に
よっては、膨張係数の差を吸収するために、たとえば、
一般に従来から用いられているベローズを備えることを
必要とする場合のあることに注目しなければならない。
【0035】絶縁樹脂、とくに前記の樹脂は使用が簡単
である。たとえば、従来から用いられているプロセスを
用いて、たとえば、円形の枠を用いて、その壁面(点線
で図示した)により金属部品20, 26を密閉し、液体
の状態で樹脂を所定の位置に注入することもできる。充
填すべきスペースは、導電層36自体によって密閉する
ことも可能である。たとえば、導電層36が固体のアル
ミニウムの場合、その導電層は液状物の洩れを防ぐた
め、図3に示すごとく、その外縁の反対側にあるシーリ
ング・エッヂ41を備えることもできる。液状物は管球
2の側に注入することができ、次いで自然流下して、電
気絶縁層を形成すべきスペース内を充満する。その他の
方法や、その他の多くの公知の材料が絶縁層37を製作
するために、用いることができることは明かである。
【0036】本発明において、導電層36は種々の形、
たとえば、軟質のフィルムの状態で作ることが可能であ
る。しかし前述のごとく、導電層36は機械的スクリー
ンをも形成することが可能であり、したがって“固体
状”に形成する、すなわち一枚または数枚の金属シート
状に形成することに利点がある。
【0037】“固体状”という表現は軟質フィルム上に
析出した層と対比して用いられる。この導電層にはアル
ミニウム以外の導電性材料、たとえば、非常に薄いステ
ンレス鋼を使用することも可能である。熱膨張係数に差
があっても、たとえば、エキスパンション・ジョイント
(図示せず)を、導電性層自体の中にリブまたはベロー
ズの形で構成することなどによって、補償することも可
能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来例に係るイメージ増倍管を示す説明図であ
る。
【図2】光学性能を改善するために設計変更を行なった
従来例に係るイメージ増倍管の部分断面図である。
【図3】本発明による望ましいイメージ増倍管の概略図
である。
【符号の説明】
2 管球 3 導入ウィンドウ 4 シンチレーション・スクリーン 5 フォト・カソード 6 直視ウィンドウ 7 電極 8 アノード 9 蛍光スクリーン 10 光学系 11 金属・シート 12 ガラス製支持体 13 金属スペーサ 14 スペース 15 管球後部 16 ボックス 17 中心線 18 直視ウィンドウ 19 ガラス製管球壁 20 金属部品 23 外面 24 接着剤フィルム 26 金属部品 30 保護層 31 ガラス 32 ケーブル芯線 33 導電性エレメント 35 絶縁スクリーン 36 導電層 37 電気絶縁層 40 壁 41 シーリング・エッヂ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジャン‐マリ、デオン フランス国グルノーブル、トゥール、ベ ルドンヌ、ブールバール、マレシャル、 ルクレール、23 (72)発明者 モーリス、ブラ フランス国サン、マルタン、ル、ビヌ ー、ケー、アン、シャルトルーズ、(番 地なし) (56)参考文献 特開 昭63−241848(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01J 31/50

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】金属部品(20,26)により支持された
    直視ウィンドウ(6a)を有し、これらの金属部品がイ
    メージ増倍管高圧供給電位の一つに等しいか、又は近い
    電位に結合され、金属部品(20,26)がこれら金属
    部品(20,26)に対して適用される絶縁スクリーン
    (35)によりイメージ増倍管の外側に関して電気的に
    絶縁されたイメージ増倍管において、前記絶縁スクリー
    ン(35)が電気絶縁層(37)により金属部品(2
    0,26)より隔離された導電層(36)を有する、 ことを特徴とするイメージ増倍管。
  2. 【請求項2】請求項1記載のイメージ増倍管において、
    イメージ増倍管がX線タイプのものである、 ことを特徴とするイメージ増倍管。
  3. 【請求項3】請求項1又は2記載のイメージ増倍管にお
    いて、前記導電層(36)が金属部品(20,26)の
    電位に関して、予め設定された最大値に等しいか、又は
    最大値よりも小さい電位差を形成する電位に結合されて
    いる、 ことを特徴とするイメージ増倍管。
  4. 【請求項4】請求項1乃至3のいずれかに記載のイメー
    ジ増倍管において、前記絶縁層(37)が金属部品(2
    0,26)に液状で塗布された重合化樹脂より成る、 ことを特徴とするイメージ増倍管。
  5. 【請求項5】請求項1乃至4のいずれかに記載のイメー
    ジ増倍管において、前記絶縁層(37)がポリブタジエ
    ン系のポリウレタンタイプの樹脂により構成されてい
    る、 ことを特徴とするイメージ増倍管。
  6. 【請求項6】請求項1乃至5のいずれかに記載のイメー
    ジ増倍管において、前記導電層(36)がアルミニウム
    である、 ことを特徴とするイメージ増倍管。
  7. 【請求項7】請求項1乃至5のいずれかに記載のイメー
    ジ増倍管において、前記導電層(36)がステンレス鋼
    である、 ことを特徴とするイメージ増倍管。
  8. 【請求項8】請求項1乃至7のいずれかに記載のイメー
    ジ増倍管において、前記導電層(36)が個体の金属に
    より形成される、 ことを特徴とするイメージ増倍管。
  9. 【請求項9】請求項1乃至8のいずれかに記載のイメー
    ジ増倍管において、前記導電層(36)が少なくとも金
    属部品(20,26)を部分的に取り囲み、且つ、それ
    により防湿性のスクリーンを形成するように、ほぼイメ
    ージ増倍管の管球(2)まで延長されている、 ことを特徴とするイメージ増倍管。
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