JPH01276544A - X-ray fluorescence multiplier tube - Google Patents
X-ray fluorescence multiplier tubeInfo
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Abstract
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線蛍光増倍管に係り、特にその入力面の改
良に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to an X-ray fluorescence multiplier tube, and particularly to an improvement in its input surface.
(従来の技術)
一般に、X線蛍光増倍管を使用した被写体観察システム
は、第7図に示すように構成され、X線管1の前方にX
線蛍光増倍管ヱが配置され、被写体3を透過した変調X
線の入射により、このX線蛍光増倍管ヱに得られる出力
像を、例えば撮像カメラで観察してモニタテレビに再生
出来るように構成されている。(Prior Art) Generally, an object observation system using an X-ray fluorescence intensifier is configured as shown in FIG.
A line fluorescence multiplier tube is placed, and the modulated X transmitted through the subject 3
The output image obtained by the X-ray fluorescence multiplier tube upon incidence of radiation can be observed with, for example, an imaging camera and reproduced on a monitor television.
即ち、X線蛍光増倍管Z内には、一端部に入力面4、他
端部にこの入力面4に対向して出力蛍光面5が配設され
、動作時には変調されたX線像を入力面4で光学像に、
更にこの光学像を光電子像に変換し、この光電子像を集
束加速して、出力蛍光面5に輝度増強された出力像を得
ている。そして、この出力像を例えば撮像カメラにより
観察するようになっている。That is, in the X-ray fluorescence multiplier tube Z, an input surface 4 is disposed at one end, and an output fluorescence screen 5 is disposed at the other end facing the input surface 4, and during operation, a modulated X-ray image is displayed. into an optical image on the input surface 4,
Furthermore, this optical image is converted into a photoelectron image, and this photoelectron image is focused and accelerated to obtain an output image with enhanced brightness on the output phosphor screen 5. This output image is then observed using, for example, an imaging camera.
ところで、従来のX線蛍光増倍管2の入力面4は、第8
図に示すように、球面状に形成されたアルミニウム基板
6の凹面によう化ナトリウム賦活よう化セシウム蛍光体
の柱状晶7からなる蛍光体層8が形成され、この蛍光体
層8上に酸化アルミニウム層と酸化インジウム層からな
る中間層9を介して光電面10が形成された構造になっ
ている。By the way, the input surface 4 of the conventional X-ray fluorescence multiplier tube 2 is
As shown in the figure, a phosphor layer 8 made of columnar crystals 7 of sodium iodide-activated cesium iodide phosphor is formed on the concave surface of a spherical aluminum substrate 6, and on this phosphor layer 8 is formed an aluminum oxide phosphor layer 8. It has a structure in which a photocathode 10 is formed through an intermediate layer 9 made of a layer of 1000 mL and an indium oxide layer.
(発明が解決しようとする課題)
さて、被写体3のX線被爆を少なくするためには、被写
体透過X線を損失なく蛍光体層8に入力させて、その吸
収量を多くすることが要請される。(Problem to be Solved by the Invention) Now, in order to reduce the X-ray exposure of the subject 3, it is required to input the subject-transmitted X-rays into the phosphor layer 8 without loss and increase the amount of absorption thereof. Ru.
蛍光体層8については、X線吸収量を多くするためには
蛍光体の柱状晶7を長くした方が良いが、柱状晶7が長
くなると光の屈折回数が増加し、柱状晶7側面から他の
柱状晶7に伝搬する光の量が増加し、解像度を低下させ
る。そのため、柱状晶7を余り長くすることは出来ず、
400μm程度が限度である。Regarding the phosphor layer 8, in order to increase the amount of X-ray absorption, it is better to make the columnar crystals 7 of the phosphor longer, but as the columnar crystals 7 become longer, the number of refractions of light increases, and the light is refracted from the side of the columnar crystals 7. The amount of light propagating to other columnar crystals 7 increases, reducing resolution. Therefore, it is not possible to make the columnar crystals 7 too long,
The limit is about 400 μm.
そこで、柱状の蛍光体内で発光した光が他の柱状の蛍光
体に伝播しないようにするため、これら柱状の蛍光体間
にギャップを作り、このギャップに光反射物質を埋め込
んだ蛍光体スクリーンが米国特許明細書節4,011,
454号に示されている。これは、パターン化した入力
基板上に蛍光体を蒸若し、450〜500℃で熱処理を
することにより隣接する柱状の蛍光体の間のギャップを
入力基板の四部と同じ程度に広げ、蛍光体と同じ高さま
でこのギャップを光の反射物質又は光の吸収物質を含む
物質で埋めることを特徴とする蛍光体スクリーンである
。Therefore, in order to prevent the light emitted from a columnar phosphor from propagating to other columnar phosphors, a gap is created between these columnar phosphors, and a phosphor screen in which a light-reflecting material is embedded in this gap is developed in the United States. Patent Specification Section 4,011,
No. 454. This is done by vaporizing phosphor on a patterned input substrate and heat-treating it at 450 to 500°C to widen the gap between adjacent columnar phosphors to the same extent as the four parts of the input substrate. This phosphor screen is characterized in that this gap is filled with a material containing a light-reflecting material or a light-absorbing material to the same height as the phosphor screen.
これは、米国特許明細書節4.011,454号に開示
されているように、蛍光体を125μn1以上厚くする
場合、加温処理と蛍光体の蒸着を多数回繰り返す必要が
あり、製作に時間を要し、高価なものとなる。例えば、
基板温度を500℃から50℃まで冷却する時間を40
分とすると、500μmの厚さの蛍光体層を作るのに(
5+60+40)x500/125−420分を要する
こととなる。This is because, as disclosed in U.S. Pat. and is expensive. for example,
The time required to cool the substrate temperature from 500℃ to 50℃ is 40℃.
minutes, to make a 500 μm thick phosphor layer (
5+60+40) x 500/125-420 minutes.
更に、米国特許明細書節4,011,454号では、蛍
光体の表面から裏面までギャップがあるため、このギャ
ップに他種の蛍光体又は光の反射物質を埋め込んでいる
。しかし、熱膨張差等により微小なギャップを生じ、そ
の表面にシリコンレジン等の透明体をコーティングして
いるが、これにピンホールを生じ、その上に形成した光
電面の感度が低くなると共に、光電面感度の経時変化が
大きくなる。Further, in US Pat. No. 4,011,454, since there is a gap from the front surface to the back surface of the phosphor, another type of phosphor or a light reflecting material is embedded in this gap. However, due to differences in thermal expansion, etc., a small gap is created, and although the surface of the gap is coated with a transparent material such as silicone resin, pinholes are created in this, and the sensitivity of the photocathode formed thereon is reduced. Changes in photocathode sensitivity over time become large.
又、蛍光体表面に光の反射物質が付青し、これを完全に
除去することが極めて困難であり、感度が著しく低下す
る。Furthermore, a light reflecting substance forms a blue color on the surface of the phosphor, which is extremely difficult to completely remove, resulting in a significant decrease in sensitivity.
又、被写体3から発生する散乱X線や、入力面4付近の
真空外囲器から発生する散乱X線が蛍光体層8の柱状晶
7で吸収され、これがコントラストを低下させている。Further, scattered X-rays generated from the subject 3 and scattered X-rays generated from the vacuum envelope near the input surface 4 are absorbed by the columnar crystals 7 of the phosphor layer 8, which lowers the contrast.
これらを改良するために、例えば特開昭55−2180
5号公報に記載された発明において、隔壁によって区画
されて複数の開口部を有する重金属材料からなる蜂巣状
保持板と、この保持板の開口部に蛍光物質を充填してな
る入力蛍光面をHする蛍光増倍管が開示されている。In order to improve these, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-2180
In the invention described in Publication No. 5, a honeycomb-like holding plate made of a heavy metal material and having a plurality of openings partitioned by partition walls, and an input fluorescent screen formed by filling the openings of this holding plate with a fluorescent substance are used. A fluorescence multiplier tube is disclosed.
しかるに、この特開昭55−21805号公報に記載さ
れた発明には、蜂巣状保持板を電子ビーム又はレーザー
ビーム等により孔開は加工することが開示されているが
、この方法では、例えば12インチ口径の入力面粗の蜂
巣状保持板を作るためには、およそ1000時間以上の
加工時間を要し、非現実的である。However, the invention described in Japanese Unexamined Patent Publication No. 55-21805 discloses that holes are formed in the honeycomb-shaped holding plate using an electron beam or a laser beam. In order to make a honeycomb-shaped holding plate with an inch diameter and a rough input surface, approximately 1000 hours or more of processing time is required, which is unrealistic.
この発明は、上記従来の課題を解消し、X線吸収率が高
く、解像度(及びコントラスト)を向上した安価で高信
頼度のX線蛍光増倍管を提供することを目的とする。It is an object of the present invention to solve the above-mentioned conventional problems and to provide an inexpensive and highly reliable X-ray fluorescence intensifier tube with high X-ray absorption rate and improved resolution (and contrast).
〔発明の構成コ
(課題を解決するための手段)
この発明は、入力面が、凹凸にパターン化された表面を
白゛すると共に多数の透孔が穿設された入力J!仮と、
この入力基板上に形成された蛍光体層と、この蛍光体層
上に直接又は間接に形成された光電面とからなり、
上記蛍光体層は上記入力基板の凹凸パターンに対応した
ブロック状結晶からなり、且つ上記入力基板の透孔に沿
い先細りにして上記光電面側では実質的に閉鎖されたギ
ャップを白゛し、更に上記ギャップ内に少なくとも光の
反射物質又は光の吸収物質を含む物質が充填されてなり
、充分な空間解像度と極めて高いコントラスト及び低ノ
イズを実現させたX線蛍光増倍管である。[Structure of the Invention (Means for Solving the Problems) This invention provides an input J! in which the input surface has a white surface patterned with concave and convex portions and is provided with a large number of through holes. temporary and
It consists of a phosphor layer formed on this input substrate and a photocathode formed directly or indirectly on this phosphor layer, and the phosphor layer is made of block-shaped crystals corresponding to the uneven pattern of the input substrate. and tapers along the through hole of the input substrate to form a substantially closed gap on the photocathode side, and further includes a material containing at least a light reflecting material or a light absorbing material within the gap. This is an X-ray fluorescence intensifier tube that is filled with fluorophores and achieves sufficient spatial resolution, extremely high contrast, and low noise.
(作用)
この発明によれば、被写体観察システムに使用した場合
、X線管から放射されたX線は被写体を通過し、X線蛍
光増倍管の入力窓に入射する。これらは、入力面に到達
し、入力基板を透過した後、光学的に遮蔽された隔壁に
よって囲まれた蛍光体を発光させる。この蛍光体は充分
な厚さがあるため、入射したX線をほぼ10096吸収
させることが出来る。この蛍光体内で発生した光は、隣
の蛍光体との間の光学的反射物質で隔離され、有効にそ
の表面に到達する。従って、クロストークを生じること
なく、高解像度、高コントラストのX線蛍光増イΔ管を
提供出来る。(Function) According to the present invention, when used in a subject observation system, X-rays emitted from the X-ray tube pass through the subject and enter the input window of the X-ray fluorescence intensifier. After reaching the input surface and passing through the input substrate, they cause the phosphors surrounded by optically shielded partitions to emit light. Since this phosphor has a sufficient thickness, it can absorb approximately 10,096 incident X-rays. Light generated within this phosphor is separated by an optically reflective material between adjacent phosphors and effectively reaches its surface. Therefore, a high-resolution, high-contrast X-ray fluorescence intensifier Δ tube can be provided without causing crosstalk.
又、蛍光体は表面ではほぼ連続性を保っているため、適
当な保3膜を設けることにより、表面の連続性を保つこ
とができ、高信頼度の光電面が得られる。Further, since the phosphor maintains almost continuity on the surface, by providing an appropriate protective film, the continuity of the surface can be maintained, and a highly reliable photocathode can be obtained.
以上により、この発明のX線蛍光増倍管では、中間的な
空間周波数帯でのMTFが大幅に改善され、極めて高コ
ントラストのX線画像を得ることが出来る。As described above, in the X-ray fluorescence intensifier tube of the present invention, the MTF in the intermediate spatial frequency band is significantly improved, and an extremely high contrast X-ray image can be obtained.
(実施例)
以下、図面を参照して、この発明の一実施例を詳細に説
明する。(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
即ち、この発明のX線蛍光増倍管は、第5図に示すよう
に構成され、真空外囲器10は、X線透過性金属材料よ
りなる入力窓20と、この入力窓20に気密封むされた
円筒状の金属よりなる胴部30と、この胴部30にコバ
ールからなる円筒状封管部材40を介して気密封着され
たガラスよりなる出力端部50とからなっている。That is, the X-ray fluorescence multiplier of the present invention is constructed as shown in FIG. It consists of a body part 30 made of a hollowed cylindrical metal, and an output end part 50 made of glass and hermetically sealed to the body part 30 via a cylindrical sealing tube member 40 made of Kovar.
このような真空外囲器10の入力窓20の内側には入力
面60が設けられ、この入力而立」−に対向して、出力
端部50内側には出力蛍光面70と陽t!i!i90が
配設されている。又、真空外囲器1旦の胴部30の内側
には、集束電極80が同軸的に配設されている。An input surface 60 is provided inside the input window 20 of the vacuum envelope 10, and an output phosphor screen 70 and a positive t! i! i90 is installed. Further, a focusing electrode 80 is coaxially disposed inside the body 30 of the vacuum envelope.
動作時には、入力窓20に入射されたX線像は入力面6
0で光電子像に変換され、この変換された光電子像は陽
極90と集束電極80により加速・集束されて出力蛍光
面70に至り、ここに高輝度の光像を出現させる。During operation, the X-ray image incident on the input window 20 is transmitted to the input surface 6.
0, and this converted photoelectron image is accelerated and focused by the anode 90 and the focusing electrode 80 and reaches the output phosphor screen 70, where a high-intensity light image appears.
ここで、この発明の要部をなす入力面1旦について、第
1図、第2図、第3図を参照して詳述する。尚、第1図
は第2図の一部分を拡大表示したものである(便宜上、
第1図と第2図は天地が逆に描いである)。又、第2図
は第5図の入力面60を模式的に拡大して示した断面図
であり、寸法は相似関係となっていない。更に、第3図
(a)、(b)、(C)は第1図における入力基板64
0を説明するための図であり、第3図(b)は入力基板
640の断面図で表面基板641と補強基板642とか
ら構成されている。そして、第3図(a)は第3図(b
)のA−A’での断面を表わしている。第3図(C)は
、第3図(b)のB−B’での断面図であり、表面基板
641の裏面が見えている。Here, the input surface 1, which constitutes the essential part of the present invention, will be explained in detail with reference to FIGS. 1, 2, and 3. Note that Figure 1 is an enlarged view of a portion of Figure 2 (for convenience,
Figures 1 and 2 are drawn with the top and bottom reversed.) Further, FIG. 2 is a schematic enlarged sectional view of the input surface 60 of FIG. 5, and the dimensions are not similar. Furthermore, FIGS. 3(a), (b), and (C) show the input board 64 in FIG.
FIG. 3B is a cross-sectional view of the input board 640, which is composed of a front board 641 and a reinforcing board 642. And, Fig. 3(a) is similar to Fig. 3(b).
) represents a cross section taken along line AA'. FIG. 3(C) is a cross-sectional view taken along line BB' in FIG. 3(b), in which the back surface of the front substrate 641 is visible.
即ち、入力面廷は、第2図に示すように構成され、入力
JJIR640上に形成された蛍光体層600と、この
蛍光体層600上に形成された酸化インジウムを主成分
とする保護膜620と、この保訛膜620上に形成され
た光電面630とからなっている。That is, the input surface is configured as shown in FIG. 2, and includes a phosphor layer 600 formed on the input JJIR 640, and a protective film 620 mainly composed of indium oxide formed on the phosphor layer 600. and a photocathode 630 formed on the protective film 620.
先ず、入力基板640から説明すると、この入力基板6
40は第3図(a)、(b)、(c)に示すように構成
され、表面基板641と補強基板642が接合されてな
っている。First, the input board 640 will be explained.
40 is constructed as shown in FIGS. 3(a), (b), and (c), and includes a front substrate 641 and a reinforcing substrate 642 bonded to each other.
表面基板641は厚さ100μm程度の薄板であり、ス
テンレスやアルミニウム等からなっている。xHの透過
率を良くする点では、アルミニウムが好ましいが、加工
性の点からはステンレスが好ましい。The front substrate 641 is a thin plate with a thickness of about 100 μm, and is made of stainless steel, aluminum, or the like. Aluminum is preferable in terms of improving xH transmittance, but stainless steel is preferable in terms of workability.
このような表面、2!仮641の表面は凹凸にパターン
化されている。即ち、幅す、6約80〜90μm1厚さ
t。約30μmのタイル状突起643があり、その周囲
は深さがdlの凹溝644により隣のタイル状突起64
3から約100μmの周期を有して分離されている。製
造時には、このタイル状突起643はプレス加工又はエ
ツチング等により作られている。又、タイル状突起64
3の隣り合う間隔すは約10〜20μmである。この時
に生じる凹溝644の深さは、既述のようにd、である
。次に裏面から深さd2の凹部646をエツチング加工
等により作る。この時、表面基板641の厚さをtとす
ると、t<d、 十d2の関係が成立つようにしておく
。表面の凹溝644の交叉点の中心と裏面の四部646
の中心を一致させておくと、この凹溝644と凹部64
6が連続して表面基板641を貫通する多数の透孔が形
成されることになる。而も、表面のタイル状突起643
は裏面の隔壁645によって支持されるため、脱落する
ことはない。A surface like this, 2! The surface of the temporary 641 is patterned into irregularities. That is, the width is approximately 80 to 90 μm, and the thickness is t. There is a tile-like protrusion 643 with a diameter of approximately 30 μm, and a concave groove 644 with a depth of dl surrounds the tile-like protrusion 643 adjacent to the tile-like protrusion 643.
They are separated by a period of about 3 to about 100 μm. During manufacturing, the tile-like protrusions 643 are made by pressing, etching, or the like. In addition, the tile-like protrusion 64
The spacing between adjacent 3 is approximately 10-20 μm. The depth of the groove 644 produced at this time is d, as described above. Next, a recess 646 having a depth d2 is formed from the back surface by etching or the like. At this time, if the thickness of the front substrate 641 is t, then the relationship t<d, 10d2 is established. The center of the intersection of the grooves 644 on the front surface and the four parts 646 on the back surface
By aligning the centers of the grooves 644 and 64,
A large number of through holes 6 continuously penetrate through the front substrate 641. Moreover, the tile-like projections 643 on the surface
Since it is supported by the partition wall 645 on the back side, it will not fall off.
このようにして作られた表面基板641は、プレス加工
等により第2図に示すように凹面となる ゛ように
変形させである。この際、メツシュ形状が変形しないよ
うに凹部646にプラスチック等を充填しておいてから
、プレス加工した後、取り去ると好適である。The front substrate 641 thus produced is deformed by pressing or the like so that it has a concave surface as shown in FIG. 2. At this time, it is preferable to fill the recess 646 with plastic or the like so that the mesh shape does not deform, and then remove it after pressing.
一方、補強基板642は、比較的厚板、例えば500μ
rrlのアルミニウム板で出来ている。比較的厚いため
、現(1:の技術では貫通した小孔を開けることが困難
であるので、約300μmの大きな透孔649が穿設さ
れている。そして、隔壁647の周期(ピッチ)は凡そ
300μmであり、上記のタイル状突起643の周期(
ピッチ)の整数倍となっている。上記の透孔649は、
当然、表面基板641の凹溝644及び凹部646から
なる多数の透孔と連通しており、この結果、入力基板6
40仝体としても多数の透孔が穿設されていることにな
る。On the other hand, the reinforcing substrate 642 is a relatively thick plate, for example, 500 μm.
Made of rrl aluminum plate. Because it is relatively thick, it is difficult to drill small through holes using the current technology (1:), so large through holes 649 of about 300 μm are bored.The period (pitch) of the partition walls 647 is approximately 300 μm, and the period of the above tile-like protrusions 643 (
pitch). The above-mentioned through hole 649 is
Naturally, it communicates with a large number of through holes consisting of grooves 644 and recesses 646 of the front substrate 641, and as a result, the input substrate 641
This means that a large number of through holes are drilled even in the case of 40 units.
このように構成された補強基板642は、表面基板64
1と同様にして第2図に示すように凹面に形成されてい
る。この際、その曲率半径は表面基板641の外面のそ
れよりも大きくなっており、これらを重ね合わせること
により第2図に示すような入力基板640の構造になる
ことが出来る。The reinforcing substrate 642 configured in this way is similar to the front substrate 64.
1, it is formed into a concave surface as shown in FIG. At this time, the radius of curvature thereof is larger than that of the outer surface of the front substrate 641, and by overlapping these, the structure of the input substrate 640 as shown in FIG. 2 can be obtained.
この際、表面基板641の隔壁648と補強基板642
の隔壁647とが、ある周期をもって一致するように取
付けられている。これらの取付けに際しては、これらの
外縁部(図示せず)を点溶接等により接合することによ
り、機械的に接合する。At this time, the partition wall 648 of the front substrate 641 and the reinforcing substrate 642
The partition walls 647 are attached so as to coincide with each other at a certain period. When these are attached, their outer edges (not shown) are joined mechanically by spot welding or the like.
この場合、補強基板642は表面基板641を機械的に
補強するだけであるため、隔壁648と隔壁647とが
至る所で密に接触している必要はなく、従って、これら
の基板の加工精度はそれ程必要がなく、十分容品に工業
的に作製することが出来た。 次に、入力基板640上
に形成された螢光体層600について、製造方法的に説
明する。In this case, since the reinforcing substrate 642 only mechanically reinforces the front substrate 641, there is no need for the partition walls 648 and 647 to be in close contact everywhere, and therefore the processing accuracy of these substrates is It was not necessary and could be manufactured industrially in a sufficient size. Next, the phosphor layer 600 formed on the input substrate 640 will be described in terms of its manufacturing method.
第1図に示すように、タイル状突起643上に例えばC
sIをQ、Qltoor、250℃なる条件で蒸着する
ことにより、多数の針状結晶の束をなしたブロック状結
晶601が成長する。この際、上記の条件ではタイル状
突起643の凹溝644の幅が約30μrnであるので
、この直上ではブロック状結晶601間のギャップ60
2が30μIII程度となり、ブロック状結晶601の
成長と共に、そのギャップ602は狭くなる。そして、
凡そ400μmの厚さになると、その表面はギャップの
ない連続した而となる。As shown in FIG. 1, for example, C
By depositing sI under the conditions of Q, Qltoor, and 250° C., a block-shaped crystal 601, which is a bundle of many needle-shaped crystals, grows. At this time, under the above conditions, the width of the groove 644 of the tile-shaped protrusion 643 is about 30 μrn, so the gap 64 between the block-shaped crystals 601 is
2 is approximately 30 μIII, and as the block crystal 601 grows, the gap 602 becomes narrower. and,
At a thickness of approximately 400 μm, the surface becomes continuous with no gaps.
つまり、この発明では、ブロック状結品601柑互間の
ギャップ602は、入力基板640を構成する表面基板
641の透孔である凹溝644に沿い、先細りにして充
電面630側では実質的に閉鎖されており、表面基板6
41側では20μm以上、充電面630側では1μm以
ドに設定されている。That is, in this invention, the gaps 602 between the block-shaped articles 601 are tapered along the grooves 644, which are the through holes of the front substrate 641 constituting the input substrate 640, and are substantially tapered on the side of the charging surface 630. It is closed and the surface substrate 6
41 side is set to 20 μm or more, and the charging surface 630 side is set to 1 μm or less.
上記の条件左異なる場合に、Cslの表面においてもパ
ターン化したギャップが生じることがあるが、この場合
には、その表面により高真空下で第2層1]のCs■結
品を薄く蒸着する(後述の他の実施例2照)ことにより
、表面が連続になる。If the above conditions are different, a patterned gap may also occur on the surface of Csl, but in this case, the second layer 1] of Cs is thinly deposited on the surface under high vacuum. (See Other Example 2 below) This makes the surface continuous.
これは、その表面に保護膜620にピンホール等が生じ
るのを防止して、その上層に形成した光電面630の感
度低ドを防止するためである。This is to prevent pinholes and the like from forming on the surface of the protective film 620, thereby preventing a decrease in sensitivity of the photocathode 630 formed on the upper layer.
この光電面630の形成に先立って、次の工程を行なう
。即ち、入力基板640の裏面(Cslと反対側)から
光の反射率が高い反射物質603を挿入する。この反射
物質603は例えばTiO2やAl2O3等の微粉でも
よく、入力基板640の裏面から圧入する。この場合、
補強基板642は十分な強度を持たせているため、変形
等が生じることはな(、十分容易に反射物質603をブ
ロック状結晶601のギャップ602に挿入することが
出来る。Prior to forming this photocathode 630, the following process is performed. That is, a reflective material 603 having a high light reflectance is inserted from the back surface of the input board 640 (the side opposite to Csl). This reflective material 603 may be, for example, fine powder of TiO2, Al2O3, etc., and is press-fitted from the back surface of the input board 640. in this case,
Since the reinforcing substrate 642 has sufficient strength, the reflective material 603 can be easily inserted into the gap 602 of the block-shaped crystal 601 without causing any deformation or the like.
この際、ギャップ602は螢光体層600つまりCsI
の表面では実質的に零となっているため、反射物質60
3はCslの表面には出て来なく、Cs1表面の光の透
過率を同等低下させることがない。At this time, the gap 602 is the phosphor layer 600, that is, the CsI
Since it is essentially zero on the surface of the reflective material 60
3 does not appear on the surface of Csl and does not reduce the light transmittance of the surface of Cs1 to the same extent.
上記した状態で450〜500℃での高温処理すること
により、Cslの透明度が増し、入力面の高感度化が図
れる。By performing high-temperature treatment at 450 to 500° C. in the above-described state, the transparency of Csl increases and the sensitivity of the input surface can be increased.
更に、補強基板642の透孔649内に類似のX線透過
率を有する物質、好適には同一材質の粒子651を充填
することにより、X線吸収量の均一化を図り、補強基板
642の隔壁647が識別されないようにする。Furthermore, by filling the through holes 649 of the reinforcing substrate 642 with particles 651 of a material having similar X-ray transmittance, preferably the same material, the amount of X-ray absorption is made uniform, and the partition walls of the reinforcing substrate 642 are filled with particles 651 of the same material. 647 from being identified.
又、この工程は、この粒子651の挿入により反射物質
603の充填度を向上させることが出来る。Further, in this step, the degree of filling of the reflective material 603 can be improved by inserting the particles 651.
更に、補強基板640の外面には、金属の薄膜(図示せ
ず)を設けることにより、これらの粒子651が出て来
ないように保持している(後述の他の実施例参照)。表
面基板641は、パターンの周期が100μmと小さく
、X線蛍光増倍管の限界解像度の近くにあり、このパタ
ーンは画像に出現しないようにしである。Further, by providing a metal thin film (not shown) on the outer surface of the reinforcing substrate 640, these particles 651 are held so that they do not come out (see other embodiments described later). The pattern period of the front substrate 641 is as small as 100 μm, which is close to the limit resolution of an X-ray fluorescence intensifier tube, so that this pattern does not appear in the image.
さて、動作時には、入射面60にX線が入射した時、X
線が入力基板640を透過し、螢光体層600のブロッ
ク状結晶601に入射して発光する。ブロック状結晶6
01は針状結晶の束であるので、この中でも光の透過率
は深さ方向の方が横方向のそれよりも大きいが、ギャッ
プ602に充填された光の反射物質603により反射さ
れ・隣接する蛍光体内に光が洩れることがなく、有効に
表面に導かれる。Now, during operation, when X-rays are incident on the entrance surface 60,
The beam passes through the input substrate 640 and enters the block-shaped crystal 601 of the phosphor layer 600 to emit light. block crystal 6
Since 01 is a bundle of needle-shaped crystals, the transmittance of light is greater in the depth direction than in the lateral direction, but it is reflected by the light reflecting material 603 filled in the gap 602 and adjacent to it. Light does not leak into the phosphor and is effectively guided to the surface.
表面の近くでは、蛍光体が極めて薄い層で連続となって
おり、この部分で起こる光の散乱は無視出来るようにし
である。その上層部の透明導電膜で出来た保護膜620
により、その上方に形成した光電面630を構成するア
ルカリ金属の移動を防+I=し、高信頼性を保つように
している。Near the surface, the phosphor is continuous in a very thin layer, so that the light scattering that occurs in this area is negligible. A protective film 620 made of a transparent conductive film on the upper layer
This prevents the movement of the alkali metal constituting the photocathode 630 formed above, thereby maintaining high reliability.
上記したように、光の散乱による解像度の劣化が起こら
ないため、蛍光体層600を1mm程度に厚くすること
が出来、X線吸収効率を増すことが出来る。As described above, since the resolution does not deteriorate due to light scattering, the phosphor layer 600 can be made thick to about 1 mm, and the X-ray absorption efficiency can be increased.
(他の実施例)
上記実施例では、入力M、l1ilE640は表面基板
641と補強基板642とからなっているが、表面基板
641の強度が十分であるときは、補強基板642を省
略することも出来る。(Other Embodiments) In the above embodiment, the input M and l1ilE 640 consist of a front substrate 641 and a reinforcing substrate 642, but if the front substrate 641 has sufficient strength, the reinforcing substrate 642 may be omitted. I can do it.
又、表面基板641のタイル状突起643は、その形が
正方形以外の形状であっても、差し障りはない。Moreover, there is no problem even if the tile-like protrusion 643 of the front substrate 641 has a shape other than a square.
又、表面基板641の表面のタイル状突起643と裏面
の四部646との相対位置関係は、タイル状突起643
が分離しないで且つ貫通した透孔が出来るならば、相対
的にずらしてあっても良い。Furthermore, the relative positional relationship between the tile-like projections 643 on the front surface of the front substrate 641 and the four parts 646 on the back surface is as follows.
They may be relatively shifted as long as they do not separate and a through hole is formed.
又、この条件が満たされるなら、周期がずれていても良
い。Further, as long as this condition is satisfied, the periods may be shifted.
又、第6図に示すように、ブロック状結晶601の表面
つまりブロック状結晶601と保護膜620との間に蛍
光体の薄層605を形成しても良いことは勿論である。Furthermore, as shown in FIG. 6, it goes without saying that a thin layer 605 of phosphor may be formed on the surface of the block-shaped crystal 601, that is, between the block-shaped crystal 601 and the protective film 620.
この際、これにより解像力がコントラストを低下させな
いため、この蛍光体の薄層605は針状結晶の集合であ
ることが好ましい。尚、第6図中の650は透孔649
内の粒子651の脱落を防l卜するための薄板である。In this case, this thin layer of phosphor 605 is preferably a collection of needle-like crystals, since this does not reduce the resolution and contrast. In addition, 650 in FIG. 6 is a through hole 649.
This is a thin plate to prevent the particles 651 inside from falling off.
又、上記実施例ではギャップ602内に光の反射物質6
03が充填されていたが、ギャップ602内に導電性粒
子と光の反射物質とからなる粒子を充填しても良い。こ
の場合、導電性粒子は光電面630側に充填され、光の
反射物質は入力基板640側に充填されている。勿論、
導電性粒子と光の反射物質は入力基板640の後方から
挿入される。Further, in the above embodiment, a light reflecting material 6 is provided within the gap 602.
03, but the gap 602 may be filled with particles made of conductive particles and a light reflecting substance. In this case, the conductive particles are filled on the photocathode 630 side, and the light reflective material is filled on the input substrate 640 side. Of course,
The conductive particles and the light reflecting material are inserted from the rear of the input substrate 640.
又、ギャップ602内に充填される光の反射物質603
を、入力基板640側で^密度に充填しても良い。即ち
、X線の入射する位置に近いところ、つまり入力基板6
40に近いところで発生する光の方が解像度低下効果が
大であり、この部分の光が隣接するブロック状結晶60
1へ伝播するのを防止することが、近い周波数でのMT
F向上にとって重要である。そこで、上記のように光の
反射物質603を、入力基板640側で高密度に充填す
ることが有効である。これを達成するためには、入力基
板640の後方から光の反射物質603を挿入すること
が有効であり、この結果、高MTFのX線蛍光増倍管が
実現出来る。Also, a light reflecting material 603 filled in the gap 602
may be densely packed on the input board 640 side. That is, near the position where the X-rays are incident, that is, the input board 6
The resolution reduction effect is greater for light generated near 40, and the light in this region
1 at nearby frequencies.
This is important for improving F. Therefore, it is effective to fill the light reflecting material 603 with high density on the input substrate 640 side as described above. In order to achieve this, it is effective to insert a light reflecting material 603 from the rear of the input board 640, and as a result, a high MTF X-ray fluorescence multiplier can be realized.
尚、このためには、入力基板640の表面基板641を
貫通した透孔つまり凹溝644、凹部646の大きさが
10〜200μmの範囲にあることが有効であった。For this purpose, it was effective that the size of the through hole, that is, the groove 644 and the recess 646 that penetrated the front substrate 641 of the input substrate 640 was in the range of 10 to 200 μm.
又、上記実施例ではギャップ602内に光の反射物質6
03が充填されていたが、ギャップ602内に光の吸収
物質又は少なくとも光の吸収物質を含む混合物質を充填
しても良い。この場合、ギャップ602に充填された光
の吸収物質により隣接する蛍光体に光が洩れることがな
いため、蛍光体層600の解像特性を上記実施例と同様
に向上させることが出来る。Further, in the above embodiment, a light reflecting material 6 is provided within the gap 602.
03, the gap 602 may be filled with a light absorbing material or a mixed material containing at least a light absorbing material. In this case, the light absorbing material filled in the gap 602 prevents light from leaking to the adjacent phosphor, so that the resolution characteristics of the phosphor layer 600 can be improved in the same way as in the above embodiment.
又、上記実施例ではギャップ602内に粉体を充填させ
る場合について述べたが、ギャップ602内に物質を充
填させる方法として、物質を液体状態にて充填した後、
固化させても良い。Further, in the above embodiment, a case was described in which the gap 602 is filled with powder, but as a method for filling the gap 602 with a substance, after filling the substance in a liquid state,
It may be solidified.
[発明の効果コ
この発明によれば、第6図の曲線Aに示す従来のMTF
を、曲線Bに示すように、空間周波数が10〜401p
/amでのMTFを極めて大きく改迫することが出来、
鮮明なX線画像を得ることが出来る。[Effects of the Invention] According to this invention, the conventional MTF shown in curve A in FIG.
As shown in curve B, the spatial frequency is 10 to 401p.
It is possible to significantly improve the MTF at /am,
Clear X-ray images can be obtained.
更に、光の反射物質又は光の吸収物質を入力基板の後方
(裏面)から挿入するため、蛍光体の表面を汚すことな
(、高感度化を果たすことが出来る。Furthermore, since the light reflecting material or the light absorbing material is inserted from the rear (back side) of the input substrate, the surface of the phosphor is not contaminated (high sensitivity can be achieved).
又、光の反射物質又は光の吸収物質を入力基板の後方(
裏面)から挿入するため、機械的な圧力を掛けることが
出来、蛍光体のギャップの充填率を高く出来る。Also, place a light-reflecting material or a light-absorbing material behind the input board (
Because it is inserted from the back side), mechanical pressure can be applied, increasing the filling rate of the phosphor gap.
又、表面基板の表面のタイル状突起は、各々がその周囲
の溝によって全周にわたって、他の突起と分離されてい
るため、その上方に形成されたブロック状結晶もそれぞ
れ全周にイ〕たって独立したブロック状に形成される。In addition, each of the tile-like protrusions on the surface of the front substrate is separated from other protrusions over the entire circumference by a groove around it, so that the block-like crystals formed above are also separated from each other over the entire circumference. Formed into independent blocks.
従って、表面基板の裏面から挿入された光の反射物質又
は光の吸収物質は、これらブロック状結晶を全周にわた
って包むように挿入される。Therefore, the light reflecting material or the light absorbing material inserted from the back surface of the front substrate is inserted so as to surround these block crystals all around.
第1図はこの発明の一実施例に係るX線蛍光増倍管の入
力面の一部を拡大して示す断面図、第2図はこの発明の
一実施例に係るX!!j!蛍光増倍管の入力面の全体を
示す断面図、第3図(b)はこの発明のX線蛍光増倍管
の入力面の一部を構成する入力基板を示す断面図、同図
(a)は(b)のA−A’線に沿って切断し矢印方向に
見た断面図、同図(c)は(b)のB−B’線に沿って
切断し矢印方向に見た断面図、第4図はこの発明の他の
実施例に係るX線蛍光増倍管の入力面の一部を拡大して
示す断面図、第5図はこの発明の一実施例に係るX線蛍
光増倍管の全体を示す断面図、第6図はこの発明と従来
のX線蛍光増倍管における特性を示す特性曲線図、第7
図は従来のX線蛍光増倍管の全体を示す断面図、第8図
は従来のX線蛍光増倍管における入力面を示す断面図で
ある。
60・・・入力面、600・・・蛍光体層、601・・
・ブロック状結晶、602・・・ギャップ、603・・
・光の反射又は吸収物質、620・・・保護膜、630
・・・光電面、640・・・入力基板。
出願人代理人 弁理士 鈴江武彦FIG. 1 is an enlarged sectional view of a part of the input surface of an X-ray fluorescence intensifier tube according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an X! ! j! FIG. 3(b) is a sectional view showing the entire input surface of the fluorescence multiplier tube, and FIG. ) is a cross-sectional view taken along line A-A' in (b) and viewed in the direction of the arrow, and (c) is a cross-sectional view taken along line B-B' in (b) and viewed in the direction of the arrow. 4 is an enlarged sectional view of a part of the input surface of an X-ray fluorescence multiplier according to another embodiment of the present invention, and FIG. 5 is an X-ray fluorescence according to an embodiment of the present invention. FIG. 6 is a cross-sectional view showing the whole of the multiplier tube, FIG. 6 is a characteristic curve diagram showing the characteristics of the present invention and the conventional X-ray fluorescence multiplier tube, and FIG.
The figure is a cross-sectional view showing the entire conventional X-ray fluorescence multiplier, and FIG. 8 is a cross-sectional view showing the input surface of the conventional X-ray fluorescence multiplier. 60... Input surface, 600... Phosphor layer, 601...
・Block crystal, 602... Gap, 603...
・Light reflecting or absorbing substance, 620...protective film, 630
...Photocathode, 640...Input board. Applicant's agent Patent attorney Takehiko Suzue
Claims (1)
子を加速集束して出力蛍光面より電子工学的に増倍され
た光像を得るようにしたX線蛍光増倍管において、 上記入力面は、凹凸にパターン化された表面を有すると
共に多数の透孔が穿設された入力基板と、この入力基板
上に形成された蛍光体層と、この蛍光体層上に直接又は
間接に形成された光電面とからなり、 上記蛍光体層は上記入力基板の凹凸パターンに対応した
ブロック状結晶からなり、且つ上記入力基板の透孔に沿
い先細りにして上記光電面側では実質的に閉鎖されたギ
ャップを有し、 更に上記ギャップ内に少なくとも光の反射物質又は光の
吸収物質を含む物質が充填されてなることを特徴とする
X線蛍光増倍管。(1) In an X-ray fluorescence multiplier tube that converts an incident X-ray image into photoelectrons at the input surface and accelerates and focuses the photoelectrons to obtain an electronically multiplied optical image from the output fluorescent screen, The input surface includes an input substrate having an unevenly patterned surface and a large number of through holes, a phosphor layer formed on the input substrate, and a phosphor layer formed directly or indirectly on the phosphor layer. The phosphor layer is made of a block-shaped crystal corresponding to the uneven pattern of the input substrate, and is tapered along the through-hole of the input substrate, and substantially on the photocathode side. An X-ray fluorescence multiplier tube having a closed gap, and further comprising a material containing at least a light reflecting material or a light absorbing material in the gap.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10622988A JPH01276544A (en) | 1988-04-28 | 1988-04-28 | X-ray fluorescence multiplier tube |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10622988A JPH01276544A (en) | 1988-04-28 | 1988-04-28 | X-ray fluorescence multiplier tube |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01276544A true JPH01276544A (en) | 1989-11-07 |
Family
ID=14428297
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10622988A Pending JPH01276544A (en) | 1988-04-28 | 1988-04-28 | X-ray fluorescence multiplier tube |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01276544A (en) |
-
1988
- 1988-04-28 JP JP10622988A patent/JPH01276544A/en active Pending
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