JPH0381933A - Ｘ線像増倍管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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
、光電陰極より成る輝度増倍管に係る。

かかる輝度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輝度増倍管の
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。特に光電陰極の形成中に発光
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２６５
９９７号に示されている。

輝度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−［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。

本発明は該妨害が充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輝度増倍管は、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
Ｃｓｌ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
低的２．４ｅＶのエネルギー差を有する半透明の半導体
物質より戊る。タリウム活性化されたＣ８ｉ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．Ｏｅ　Ｖ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１エネルギー調和
の観点で、比較的短い波長の光は子にとって望ましいも
のである。適切な材料はたとえばＴｉ１．Ｉｎｌ。

Ｂｉｌ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助的選択的吸収を設は周辺部で層を
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ｘａｌ輝度増倍管は入射窓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戒る。チタ
ンの入射窓はたとえば約０，２Ｍ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より戒り、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。筺体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
子の数は水平に表わされ、光量子の波長は垂直に表わさ
れる。曲１！ＡはＣｓ　Ｉ　（Ｎａ＞発光層（曲線Ａ′
はＣｓ１（ＴＩ）を示す〉の出射分布を表わし、曲線Ｂ
　Ｇ、ｔＣｄ　Ｏ中間層の吸収を示し、曲ｍｃ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。したがって速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０．４８Ｖに減少される。

発光層と同様に遮断１１２０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３
８２５７６３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りビ
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Ｃｓｌ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。

Ｉ　ｎｏ、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２５〜３．
０ｅＶ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
では支持体１６を有するＸ線源３４を示している。該支
持体はたとえば２００μ諺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２００μ−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７Ｉｉ陰極２２よ
り成る。

この種の中ＷＩＪＩ！！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１１２０は光１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Ｃｓ１層のより高い密度のため、中
間層２０はＣｓｌ外部層により形成されることもあり、
鉄層にたとえば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２
０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ｘｉＩ！！度増倍管を示す図、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ノを示す図、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、１
６・・・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、３
０・・・出力アノード、３４・Ｘ１ｌｌ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、入射スクリーンと出射スクリーンと入射スクリーン
   と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線輝度増倍管であって、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線輝度増倍管。 ２．発光層はＣＳｉを含み、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物
   質を含むことを特徴とする請求項１記載のＸ線輝度増倍
   管。 ３．発光層はＣｓＩ（Ｎａ）を含み、中間層は約２．６
   ｅＶのエネルギーギャップを有する半導体物質を含むこ
   とを特徴とする請求項１または２記載のＸ線輝度増倍管
   。 ４、中間層は主としてＣｄＯまたはＣｄＳより成ること
   を特徴とする請求項１、２または３記載のＸ線輝度増倍
   管。 ５、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４項のうちいずれか一項記載のＸ線輝
   度増倍管。 ６、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５項のうちいずれ
   か一項記載のＸ線輝度増倍管。 ７、発光層は均一な厚さを有することを特徴とする請求
   項５または６記載のＸ線輝度増倍管。 ８．発光層は周辺部方向に逓減する厚さを有し、該逓減
   は用いられるＸ線ビームの幾何学形状に適合されること
   を特徴とする請求項５、６または７記載のＸ線輝度増倍
   管。 ９、中間層はそこで光量子の反射を減少させるために発
   光の比較的高い吸収を示すことを特徴とする請求項１乃
   至９項のうちいずれか一項記載のＸ線輝度増倍管。 １０、中間層は黄変ハロゲン化物を含むことを特徴とす
   る請求項９記載のＸ線輝度増倍管。 １１、中間層は発光の増加吸収のためにドープされたＣ
   ｓＩの外部層より形成されることを特徴とする請求項１
   乃至１０項のうちいずれか一項記載のＸ線輝度増倍管。