JPH0472346B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、基板にフアイバープレート（光学
繊維束板）を用いその面上に螢光体層を形成した
螢光スクリーンに関する。 〔発明の技術的背景とその問題点〕 一般に螢光スクリーンを内蔵するイメージ管例
えばＸ線像増強管は、医療用を主に工業用非破壊
検査などＸ線工業テレビを併用して広範囲に応用
されている。この種のＸ線像増強管は第１図に示
すように構成され、主としてガラス、一部は金属
薄板よりなる真空外囲器１の入力側内部に入力面
２が配設されている。一方、真空外囲器１の出力
側内部には、陽極３が配設されると共に出力面４
が設けられ、更に真空外囲器１内部の側壁に沿つ
て集束電極５が配設されている。前記入力面２は
球面状のAlからなる基板６の出力側（凹面側）
にCsI／Naの入力螢光体層７が形成され、この入
力螢光体層７の上に更に光電面８が形成されてい
る。又、出力面４は基板９に出力螢光体層１０及
びメタルバツク層１１を形成してなつている。そ
して動作時には、Ｘ線１２は被写体１３を通過す
る際、被写体１３のＸ線透過率によつて変調され
て、入力螢光体層７を励起する。入力螢光体層７
の励起光は、入力螢光体層７の内面に形成されて
いる光電面８にエネルギーを与え、光電面８より
電子を放出させる。この光電子１４は陽極３、集
束電極５で構成される電子レンズ作用により出力
螢光体層１０上に加速集束し、出力螢光体層１０
を発光させる。このような過程で電子の増倍が行
なわれ、入力螢光体層７で得られる光像より格段
に明るい像が出力螢光体層１０に得られ、この光
像により被写体１３の観察を容易に行なうことが
できる。 ところで、上記のようなＸ線像増強管の出力螢
光体層１０の保持基板９としてフアイバープレー
トを用いる例は、下記のように幾つか開示されて
いる。先ず、特開昭53−24770号公報に開示され
たように、フアイバープレートに出力螢光体層を
形成してコントラストを改善する提案がある。こ
の提案によると、第２図に示すようにフアイバー
プレート２１は芯材２２、被覆材２３及び吸収体
２４からなる単繊維が多数集つて構成され、芯材
２２、被覆材２３の屈折率の相違を利用して、フ
アイバープレート２１に入射する出力螢光体層の
発光を両者の境界面での全反射によりフアイバー
プレート２１内を伝播し、光を取出すフアイバー
オプテイクスの原理を利用するものである。 ここで、フアイバープレート２１の芯材２２の
屈折率をn₁、被覆材２３の屈折率をn₂とし、真空
の屈折率をn₀とする。又、フアイバープレート２
１への光入射角をθ₀、芯材２２内での屈折角を
θ₁、被覆材２３との境界面での反射角度をθ₂とす
ると、θ₀は次の式で表わされる。 n₀sinθ₀＝√² ₁−² ₂ （一般にn₁＞n₂） このような関係式のもとで、フアイバープレー
ト２１の光入射面２５から入射した光は、反射角
度θ₂が全反射角度θcを満たすとき、 θc＝sin^-1（n₂／n₁） の関係において、芯材２２内の光は上記境界面で
全反射を繰り返して伝播し、光出射面２６より外
部へ放射される。 しかし、フアイバープレート２１には、前述の
如く全反射して進む光−その進路をａで示す−の
みでなく、全反射の条件を満たさない光−その進
路をｂで示す−もある。このような光は、その光
の入射した芯材２２内のみにはとどまらず、被覆
材２３に入射し、吸収体２４である程度の光強度
の減衰を受け、横方向に並びに形成されている他
の芯材２２内に入射する。そして、この光は光出
射面２６の芯材２２面上、被覆材２３面上、吸収
体２４面上から外部へ放射されるものと、光出射
面２６に入射する角度θ₃が大きいときは、ここで
も全反射されて再びフアイバープレート２１内に
進行する。その光の進路をｃで示す。 このような現象は、現在のフアイバープレート
製造上の技術では、特に吸収体２４の光の吸収が
完全ではないことに起因しており、この解決は難
問である。特にフアイバープレート２１の板厚を
１mm以下の薄板にした場合には、１つの芯材のみ
を通過してきた光と他の部分からこの芯材内に入
射してきた光の強度に大きな差ができないまま、
光出射面２６から放射され、且つ隣接する被覆材
からも可成りの強度を持つ光が放射されることと
なり、１mm以上の厚板フアイバープレートに比較
して、コントラストは悪くなる傾向にある。 従つて、フアイバープレート２１を薄板にして
用いるには、主目的のコントラスト向上にならな
い欠点がある。 〔発明の目的〕 この発明の目的は、コントラストの優れた面欠
点のない高品位の画像が得られ、例えばＸ線像増
強管に使用して好適な螢光スクリーンを提供する
ことである。 〔発明の概要〕 この発明は、フアイバープレートの芯材部分を
厚さが0.5mm以下まで欠除して空洞化し、面上に
螢光体層を形成すると共に、空洞内壁に光反射層
又は（及び）光吸収層である被覆層を形成した螢
光スクリーンである。 〔発明の実施例〕 この発明の各種実施例を第３図ａ〜ｅを用いて
説明するが、従来例（第１図及び第２図）と同一
箇所は同一符号を付すことにする。即ち、各種実
施例の構成を図の順序に従つて説明すると、先ず
第３図ａは、芯材２２、被覆材２３及び吸収体２
４からなる単繊維が多数集つて構成されたフアイ
バープレート２１（第２図参照）の芯材２２の光
出射面２６側を、その芯材厚さが0.5mm以下とな
るように欠除して空洞４１化し、芯材残部４２を
補強用に残した空洞付フアイバープレート４３を
形成する。そして、この空洞付フアイバープレー
ト４３の空洞壁面４４上に被覆層４５を形成し、
光入射面２５上に螢光体層１０を形成した螢光ス
クリーンである。 又、第３図ｂは、フアイバープレート２１の芯
材２２の光入射面２５側を、その芯材厚さが0.5
mm以下となるように欠除して空洞４１化し、芯材
残部４２を補強用に残した空洞付フアイバープレ
ート４３を形成する。そして、この空洞付フアイ
バープレート４３の空洞壁面４４上に被覆層４５
を形成し、光入射面２５上に螢光体層１０を形成
した螢光スクリーンである。 又、第３図ｃは、フアイバープレート２１の芯
材２２を全て欠除して空洞４１とした空洞付フア
イバープレート４３を形成する。そして、この空
洞付フアイバープレート４３の空洞壁面４４上に
被覆層４５を形成し、更に空洞付フアイバープレ
ート４３の片面上に螢光体層１０を形成する。こ
の場合、螢光体層１０は光入射面２５上又は光入
射面２５上及び空洞４１内に形成した螢光スクリ
ーンである。 又、第３図ｄは、フアイバープレート２１の芯
材２２を両面から欠除して空洞４１化し、その芯
材厚さが0.5mm以下となる芯材残部４２を適当な
位置に残した空洞付フアイバープレート４３を形
成する。そして、この空洞付フアイバープレート
４３の空洞壁面４４上に被覆層４５を形成し、光
入射面２５上に螢光体層１０を形成した螢光スク
リーンである。 又、第３図ｅは、前述の第３図ｃとほぼ同様な
構成であり、空洞付フアイバープレート４３の空
洞４１内に螢光体層１０を形成した螢光スクリー
ンである。 以上の例示した構成において、空洞付フアイバ
ープレート４３と螢光体層１０の位置関係は、光
電子１４（第１図参照）を受けて発光する螢光体
層１０の光を有効に利用し、主に空洞４１部内を
伝播させるために最適な構成を選ぶことが必要で
ある。又、螢光体層１０を空洞付フアイバープレ
ート４３の少なくとも一面上に形成するときに用
いられる製造工程の種類によつて、上記５種類の
組合せをして、螢光スクリーンを形成することが
できる。例えば、第３図ｂと第３図ｅを組合わせ
て、第３図ｂの形状を有する空洞付フアイバープ
レート４３の空洞４１内に螢光体層１０を第３図
ｅの如く形成した螢光スクリーン等である。 このような空洞付フアイバープレート４３と螢
光体層１０の関係の他に、この発明の螢光スクリ
ーンは、既述のように空洞付フアイバープレート
４３の空洞壁面４４上に被覆層４５が形成された
特徴を有している。この被覆層４５は光反射層
（鏡面層）又は光吸収層からなり、場合によつて
は光反射層と光吸収層の両方を螢光体層１０の位
置に合わせて用いることがある。 尚、第３図ａ，ｂ，ｄに示したように、芯材２
２の0.3〜0.5mmの厚さだけ残して空洞化した芯材
残部４２を有する空洞付フアイバープレート４３
は、多数の貫通孔を有する第３図ｃ，ｅの空洞付
フアイバープレートに比べて、芯材残部４２によ
り支えられるため、その基板としての強度を向上
させている。 ところで、上記各実施例に共通するのは、フア
イバープレートの芯材２２の空洞４１化である
が、例えばガラスフアイバープレートの場合、芯
材２２、被覆材２３及び吸収体２４は、その成分
を変えて形成されている。即ち、被覆材２３及び
吸収体２４は耐酸性の優れるSiO₂を50％以上含
有する組成であるため、10％硝酸にフアイバープ
レートを浸すと耐酸性の劣るBaO、ZnOを主成
分とする芯材２２は次第に溶解していき、遂には
空洞化する。このような選択的エツチングは、用
いる酸の種類、濃度、浸漬時間等を最適にするこ
とによつて、芯材２２以外は殆どエツチングされ
ずに、而もフアイバープレートの板厚が７〜10mm
の厚板であつても、芯材２２を溶解し空洞化でき
るので、空洞付フアイバープレート４３を比較的
容易に形成できる。 又、フアイバープレートの片面側のみを空洞化
する場合や、フアイバープレートの中間部を芯材
残部４２として空洞付フアイバープレート４３を
形成するには、フアイバープレートを芯材溶解液
に浸す方法に工夫をすれば良い。そして、その芯
材溶解速度が知られていると、フアイバープレー
トの板厚の0.5mm以下を残して溶解できる時間を
管理すれば、第３図ａや第３図ｄに示した空洞付
フアイバープレート４３を形成できる。尚、芯材
残部４２の形状は便宜上図中には平坦で示した
が、溶解条件によつて曲面にすることもできる。 次に、空洞壁面４４上に被覆層４５を形成する
には、芯材２２の径が20μｍ以下と微細形状であ
るためやや難点があるが、一般に空洞付フアイバ
ープレート４３は絶縁体であることから、化学処
理において電圧を印加できないことを考慮したメ
ツキ処理を用いることによつて、板ガラスの表面
と類似する空洞内壁面４４上にメツキ層を形成
し、用いる材料、処理液又は被覆膜厚によつて光
反射層あるいは光吸収層を形成できる。あるいは
また、金属等の真空蒸着法でも可能である。なお
これらの被覆膜は芯材部の主要面全体に被着させ
ないようにすべきことは当然である。 空洞壁面４４上のみに被覆層４５を形成するに
は、被覆層４５の形成後、空洞付フアイバープレ
ート４３の面を研磨すれば良いし、予め被覆層４
５を形成しない部位には、後で除去可能な低温分
解する有機物質を塗布しておき、所望の部位に被
覆層４５を形成後、加熱分解除去する方法を用い
ることができる。 次に螢光体層１０は、２〜10μｍの粒状螢光体
を溶液中に分散させ、遠心法、電着法、沈降法を
用いて６〜12μｍの厚さに塗布し形成するのが一
般的な方法であるが空洞付フアイバープレート４
３を用いた場合、螢光体層１０と基板境界面にお
ける完全拡散面であるか否かという発光角度分布
は後述の第４図ｂのような空洞４１上にも螢光体
層１０を形成する場合、殆ど問題でなくなるた
め、蒸着螢光体を使用することができる。特に空
洞４１内に埋設して蒸着螢光体を形成すると、そ
の光電子１４入射側は比較的平坦となつてメタル
バツク１１の形成は容易になり、溶液中にて螢光
体層１０を形成する複雑さがなくなる。そして、
空洞４１内における光の損失を考慮すると、螢光
体層１０を形成する螢光体の発光効率は高い材料
又は製法を選択している。 尚、例えば第３図ｄに示したような形状を有す
る空洞フアイバープレート４３において、その空
洞壁面４４上に形成された被覆層４５は、螢光体
層１０側の空洞４１においては、被覆層４５を光
反射率の高い光反射層とし、光出射面２６側の空
洞４１においては、被覆層４５を光吸収層とする
ことができる。又、他の形状を有する空洞付フア
イバープレートにおいても、被覆層４５を光反射
層と光吸収層に分けて膜形成できるが、この場
合、製造条件の選択制御が難しそ不利はある。被
覆層４５を形成する製造条件は、対象空洞が20μ
ｍ径以下と微細であるため、溶液中、気体中を問
わず、その均一形成については被覆層４５のム
ラ、即ち、光反射層の場合、光反射率のムラが発
生することもままあり得るが、後述する光の直進
の限定に支障がない範囲において許容できる。 次に、第４図ａ，ｂに示すように、上記第３図
のような実施例と組合わせて芯材２２以外の少な
くとも片面上に、光吸収体層５１を形成した実施
例について説明する。即ち、第４図ａは、上記第
３図ａの実施例において、更に光出射面２６上の
芯材２２に相当する以外の面上に、光吸収体層５
１を形成した螢光スクリーンである。又、第４図
ｂは上記第３図ｃの実施例において、光入射面２
５及び光出射面２６上の空洞４１部以外の面上
に、光吸収体層５１を形成した螢光スクリーンで
ある。この第４図ｂの例においては、貫通した多
数の微細空洞を有する空洞付フアイバープレート
４３であるため、その強度は若干弱い。そこで、
光吸収体層５１と被覆層４５を例えば結合剤とな
る水硝子を塗布し硬化させる、あるいはメツキ等
の化学処理被覆を厚くする等の処理をして強化し
た後に、形成することができる。又、この例の光
吸収体層５１と被覆層４５は同一材料を用いて形
成することができるが、被覆層４５が光反射層の
場合には、空洞４１部以外の面上は更に光吸収体
層５１を重ねて形成すれば、光出射面２６上の光
反射を防止できる。 尚、第４図に関する光吸収体層５１の形成は、
第３図の各実施例と各種組合わせて使用される。 上記空洞付フアイバープレート４３の芯材２２
に相当する空洞４１又は面上以外の面上に光吸収
体層５１を形成するには、安全な軽金属のAlや
Ni等を真空蒸着するのが最も容易であるが、他
の方法としては、黒アルミ蒸着や被形成面にフロ
スト処理等による凹凸を付けた後に上記蒸着膜を
形成することができる。 これまで述べてきたような構成で形成された螢
光スクリーンは、芯材残部４２の有無に拘らず、
空洞付フアイバープレート４３の有する機能は、
以下に説明するようにほぼ同等である。 即ち、螢光体層１０が空洞付フアイバープレー
ト４３の面上、例えば第３図ａ，ｂ，ｄ、第４図
ａの如く形成された場合、特に第３図ａ、第４図
ａの如く螢光体層１０の形成面となる光入射面２
５が平坦であるときには、螢光体層１０の形成法
は、一般に行なわれている螢光体塗布方法つまり
遠心法、沈降法、電着法をそのまま流用できて簡
単である。又、第３図ｂ，ｄの如く螢光体層１０
の形成面に空洞があるときは、空洞付フアイバー
プレート４３の面上に例えばニトロセルローズ等
の有機物質膜を形成し、この面上をほぼ平坦連続
的にした後、前述の螢光体塗布法を採用できる。 さて、光電子１４を受けた螢光体層１０の発光
は、光電子１４のエネルギーに対応して発光し、
各々の発光角度分布を有して光入射面２５に入射
し、各々構成された物質の密度に対応する屈折率
に従つて、空洞付フアイバープレート４３内に進
む。第３図ａ又は第４図ａの場合には、空洞付フ
アイバープレート４３内に入射した光は芯材残部
４２に入射すると、一部は被覆材２３に入り、次
いで吸収体２４にも入射するが、芯材残部４２の
厚さは全体の板厚２mm以下のうちの約0.5mm以下
という極めて薄いものであるため、その入射量は
極めて少ない。そして他の殆どは、芯材残部４２
を通してそれよりも屈折率の小さい空洞４１内の
真空部に進み、その光の角度に応じて空洞壁面４
４上に形成された被覆層４５に入射するが、被覆
層４５が光反射層で光反射率の高い層であれば、
様々な角度を有する光はその反射層で反射され、
この後、ほぼ反射面でも反射され、光の損失は殆
どなく、その繰り返しによつて光出射面２６に放
射される。一方、被覆層４５が光吸収層であると
きには、両側が開口した直進したトンネルに例え
ることができ、螢光体層１０からの光は、空洞壁
面４４上の光吸収層にその光が入射したときに吸
収されてしまうので、光出射面２６上に放射され
る光量は大幅に低下する。 被覆層４５の種類に係わりなく、芯材残部４２
又は空洞４１内を進む光は、その範囲内に限定さ
れて取出されるため、空洞付フアイバープレート
４３内の横方向への光の入射による散乱が全くな
くなる。一方、芯材残部４２から被覆材２３や吸
収体２４に入射した一部の光と被覆材２３と吸収
体２４の光入射面２５上から入射した光は、その
光の入射角度によるが、空洞４１に相当する部位
に光が進むと、空洞壁面４４上に形成された被覆
層４５の壁面側が光吸収能が高ければ、この面で
殆ど光は吸収される。例え反射率が高い層であつ
ても、光の進行につれて吸収体２４を何度となく
横断するので、その光の減衰量は極めて大きく、
光出射面２６上から放射される光は、これらの理
由で極めて少ない。第３図ａでは、この部位の光
は外部へ放射されるが、第４図ａでは、形成され
た光吸収体層５１によつて遮断され、外部へ放射
されることはない。 このように空洞付フアイバープレート４３を用
いた螢光スクリーンでは、その空洞４１形成と空
洞壁面４４上の被覆層４５、更には光吸収体層５
１を形成することによつて、空洞付フアイバープ
レート４３内を進む光を、従来のフアイバープレ
ート２１において不完全な吸収体２４を通過する
光によつて発生した光の散乱をほぼ完全に防止し
て、区画化された光を外部へ放射する働きを有し
ている。 螢光体層１０の形成位置は、螢光体層１０の形
成法と空洞付フアイバープレート４３の形状によ
つて若干変化するが、前述のような作用を空洞付
フアイバープレート４３は有するため、第３図ａ
の如く面上のみ、又は第３図ｃの如く面上及び空
洞４１内に、又は空洞４１内に埋設してもよいこ
とが判る。例えば、第３図ｃ，ｅ、第４図ｂの構
成例の場合、従来のフアイバープレート２１で光
の主伝播部となつていた芯材２２がないので、芯
材２２による光の吸収損失がない利点を有し、且
つ第３図ｃでは光の進路を空洞４１内と被覆材２
３及び吸収体２４の２通りに分けることができ
る。第３図ｅでは、光の進路を空洞４１内のみに
制限することができ、第４図ｂでは空洞付フアイ
バープレート４３の強度を向上させ、且つ被覆層
４５という両機能を有するため、螢光体層１０の
発光を考えると、空洞４１上の螢光体から発した
光は空洞４１内に被覆材２３と吸収体２４面上の
螢光体から発する光のうち、その角度が空洞４１
内に入射する条件を満たせば、これも空洞内に入
射する。即ち、空洞４１内に入射する光は、その
空洞内のみに制限できる利点を有している。 〔発明の効果〕 この発明によれば、従来のフアイバープレート
を用いた螢光スクリーンの不完全さを解消し、コ
ントラスト性能は飛躍的に向上する。又、空洞４
１の形成によりフアイバープレート２１の光学的
欠陥が除去され、面欠点のない高品位の画像が得
られる螢光スクリーンを提供することができる。
そして、この螢光スクリーンを用いたＸ線像増強
管は、その出力光像において極めてコントラスト
特性の良い、診断上の支障となる面欠点のない画
像を得ることができるので、医療用においては今
後要求される微細患部像の識別能向上に大いに役
立つ。 ここで、優れたコントラスト特性が得られる理
由を第５図を用いて説明するが、前述の説明と同
一箇所は同一符号を付している。先ず、第５図ａ
の如くの構成を有する螢光スクリーンは、螢光体
層１０の光が進路ａに沿つて直進すれば、そのま
ま外部へ放射され、進路ｂの如く芯材残部４２よ
り被覆材２３に屈折入射し、被覆材２３の空洞壁
面４４に入射する。しかし、被覆層４５が光吸収
層であれば、ここで吸収されて消失し、光反射層
であれば点線ｂに沿つて進むが、光出射面２６上
に配設された光吸収体層５１によつて吸収され、
それ以後の進行を遮ぎられ、外部に放射されな
い。進路ｃの光は芯材残部４２を通過後、屈折さ
れて進み、光反射層からなる被覆層４５面で反射
され外部へ放射される。進路ｄの光は光吸収層か
らなる被覆層４５の場合を示しており、この面上
で吸収されてしまう。尚、光吸収体層５１が配設
されてない場合には、進路ｂに類する光は、被覆
材２３又は吸収体２４の光出射面２６上より外部
へ放射されることになるが、吸収体２４での光の
吸収効果により、その光強度は弱まる。 第５図ｂにおいては、光の進路ａは直進して外
部へ放射され、進路ｂのように被覆材２３又は吸
収体２４内に入射した光は、直進して外部へ放射
される。進路ｃの光は被覆層４５が光反射層の場
合、その面で反射を繰り返して外部へ放射され、
進路ｄの光は芯材残部４２の通過の際に屈折され
て外部へ放射される。進路ｅの光は被覆材２３と
吸収体２４内を伝播するが、被覆層４５が光吸収
層であれば殆どここに吸収されて外部へは出ない
が、光反射層では反射されて外部へ放射される
が、芯材残部４２が光出射面２６をも兼ねている
ため、その部分で若干の光の散乱が生ずる。 尚、上記構成例で説明したように、光吸収体層
５１の配設位置は光入射面２５側、光出射面２６
側、あるいは両面上に置いても良いことは言う迄
もなく、そのとき光吸収体層５１によつて被覆材
２３と吸収体２４への光の入射や、それらからの
光の出射を防止する効果を有している。 第５図ｃにおいては、螢光体層１０の発光の光
の進路は進路ａの場合、空洞４１内を直進して外
部へ放射され、進路ｂは空洞壁面４４上の被覆層
４５が光反射層であるとき、その反射率に応じて
反射を繰り返し外部へ放射される。進路ｃは光吸
収層からなる被覆層４５であるとき、その面に入
射する光を吸収し、それ以降の進行を妨げられ
る。進路ｄは空洞４１上面以外にある螢光体層１
０内の発光がこの螢光体層１０内で屈折作用を受
けながら空洞４１の真空部に入射し、光反射層か
らなる被覆層４５によつて次次に反射されて外部
へ放射される。進路ｅは空洞４１上面部に位置す
る螢光体層１０内の発光が進路ｄと同様に螢光体
層１０内を通り抜け、空洞４１内に入射して被覆
層４５に入射し、反射されて外部へ放射される。
尚、螢光体層１０内の光の進路は、螢光体粒子に
よる光の吸収や屈折作用を受けて直進しないが、
同図中においては簡略化するため直進にて図示し
た。又、同図に示したように螢光体層１０は形成
しても良いし、他の実施例の如く形成しても良
い。そして、空洞４１中に埋設された螢光体層１
０はその所定の位置から脱落するのを防止するた
め、この螢光体層１０の中に固定剤として水硝子
等を用いた場合、その内部で屈折作用を受ける
が、基本的には前述の如く光の進路の代表例をと
ることができる。 以上３例について、それぞれの光の進路を説明
したが、前述の構成例に記したように上記３例以
外の構成についても、その光の進路は同様に説明
することができる。 このように光の進路を空洞付フアイバープレー
ト４３の空洞４１内に限定できることにより、従
来発生していたフアイバープレート２１内の横方
向への光の散乱を、この発明においてはほぼ完全
に防止し得る。従つて、出力光像を形成する一つ
の画素としてそれぞれの空洞４１は成り立ち、コ
ントラスト特性の極めて優れた螢光スクリーンと
なる。勿論、芯材残部４２のある空洞付フアイバ
ープレート４３を用いた場合には、この部位内で
光の入射角度によつては横方向への散乱が発生
し、コントラスト特性を若干低下させることはあ
りうるが、芯材残部４２は空洞付フアイバープレ
ート４３の補強用の役割を有していることと、そ
の厚さは空洞付フアイバープレート４３の全体の
板厚のうち約0.5mm以下、例えば全体の厚さが１
mmのときには200μｍ程度以下と薄いため、ここ
での光散乱の影響は軽微であるし、万一支障とな
るときには光吸収体層５１を形成することによ
り、ほぼ完全にその影響によるコントラスト低下
を防止し得ることを確認した。 芯材残部４２の有する利点としては、例えば第
５図ａの構成例においては、螢光体層１０を形成
するための面が平坦であることから従来の螢光体
層１０形成技術の転用が容易であるし、例えば第
５図ｂにおいては、様々な光の進路にも拘らず光
出射面２６上に出力光像が形成されるため、結像
面が平坦となる利点を有している。結像面の平坦
性に関しては、第５図ａ，ｃの場合、空洞付フア
イバープレート４３の板厚を１mm以下の薄板にす
ることによつて、ほぼ実用上支障がないことが判
明している。 様々な構成例に対する効果は共通していて、空
洞付フアイバープレート４３内を光が進むとき、
主伝播部となる通常真空である空洞４１及び芯材
残部４２にできるだけ光を止め、光の散乱を防止
してそのコントラスト特性の向上を計るものであ
る。空洞４１の径即ち芯材２２の径は、一画素と
して出力光像の分解能を低下させない大きさの
20μｍ以下が良い。 尚、被覆層４５として光吸収層を形成した場合
には、この光吸収層による光の吸収が行なわれる
ため、螢光体層１０の発光の全量に比較して相当
低下することは否めず、螢光スクリーンとしての
輝度低下をもたらすことは、コントラスト特性の
向上による画質改善の観点から止むを得ないこと
である。 コントラスト特性の向上に次ぐ大きな利点は、
既に述べてきたように、螢光体層１０の発光は空
洞付フアイバープレート４３内を進むとき、その
進路のところに従来例にあつたような芯材２２が
なく、殆ど空洞４１であるため、フアイバープレ
ート２１の製造上発生した光学的欠陥が極めて少
なくなつている。従つて形成される出力光像にお
いて、殆ど欠点のない極めて高品位な画像を得る
ことができる点である。芯材残部４２があつても
その厚さは薄いため、この部位に発生する光学的
欠陥の発生確率は少ないので、同様な画像となる
し、フアイバープレート２１の板厚を１mm以下の
薄板にして使用する場合には、光学的欠陥の発生
確率の大幅な低下はサンプリング研磨によつて確
認されている。このようなことから、空洞付フア
イバープレート４３を用いた螢光スクリーンは、
無欠点に近い高品位画像を提供できる効果があ
る。 上記のように改良されたこの発明の螢光スクリ
ーンをＸ線像増強管に応用すると、第６図に示す
ようになり、同図ａはそのときの構成例、同図ｂ
はＸ線像増強管のコントラスト測定法をそれぞれ
示している。 Ｘ線像増強管へ螢光スクリーンを応用するに
は、この螢光スクリーンが真空外囲器１内に配設
されているか又は真空外囲器１の一部を構成して
いるか等により、螢光スクリーンの強度、真空気
密性等の要件を付加すれば良い。そこで、一実施
例として第６図ａの構成にして、コントラスト特
性の測定を第６図ｂの方法により実施した。ここ
で、Ｘ線像増強管のＸ線入射側前面には、このＸ
線像増強管の有効入力照射野の中心部に10％相当
の５mm厚のPb円板７１を配置し、Ｘ線管７２よ
り発生するＸ線を遮り、出力面４上に形成される
Ｘ線像増強管の出力像の中心をミクロフオトメー
ター７３で走査し、走査線上の得られた輝度をレ
コーダー７４上に記録する測定系である。このコ
ントラスト測定法においては、Pb円板７１を配
置しないときと配置したときの輝度の比がコント
ラスト比となり、その比の大小によつてＸ線像増
強管のコントラスト特性の良否を知ることができ
る。この測定系の条件は同一にして、螢光スクリ
ーンの相違による出力像径20mmの９吋型Ｘ線像増
強管のコントラスト特性の測定結果を示すと下表
のようになる。これから理解されるように、この
発明に係る螢光スクリーンによるコントラスト特
性の大幅向上を確認することができた。尚、フア
イバープレートの芯材径は同一である。 【表】 更に、Ｘ線像増強管を用いた医療用システムに
おいて、出力面品位の比較をスポツトフイルム撮
影法により実施したところ、従来のフアイバープ
レート２２を用いた螢光スクリーンの光学的欠陥
による面欠点の数の多さに比較して、空洞付フア
イバープレート４３を用いた螢光スクリーンの面
欠点の殆どない高品位画像を得ることができた。
Ｘ線像増強管の出力面品位を顕微鏡を用いて調査
した結果は、同表に示しているように、板厚２mm
のフアイバープレートでは、出力面品位に黒点が
多発して実用上支障があるが、この発明に係る螢
光スクリーンでは、黒点発生を防止でき、高品位
画面にして且つコントラスト特性が優れている。 本発明はとくにＸ線イメージインテンシフアイ
アの出力スクリーンに好適することは、以上のこ
とから明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般的なイメージ管（Ｘ線像増強管）
を示す概略断面図、第２図は従来のフアイバープ
レートの光伝播状態を示す断面図、第３図ａ〜ｅ
はこの発明の各種実施例に係る螢光スクリーンを
示す断面図、第４図ａ，ｂはこの発明の他の実施
例を組合せた螢光スクリーンを示す断面図、第５
図ａ，ｂ，ｃはこの発明の作用効果を表わす光伝
播の例を示す断面図、第６図ａ，ｂはこの発明の
螢光スクリーンを用いたＸ線像増強管、及びＸ線
像増強管のコントラスト測定法を示す概略構成図
である。 １……真空外囲器、２……入力面、３……陽
極、４……出力面、５……集束電極、６……基
板、７……入力螢光体層、８……光電面、９……
基板、１０……螢光体層、１１……メタルバツ
ク、１２……Ｘ線、１３……被写体、１４……光
電子、２１……フアイバープレート、２２……芯
材、２３……被覆材、２４……吸収体、２５……
光入射面、２６……光出射面、４１……空洞、４
２……芯材残部、４３……空洞付フアイバープレ
ート、４４……空洞壁面、４５……被覆層、５１
……吸収体層、７１……Pb円板、７２……Ｘ線
管、７３……ミクロフオトメーター、７４……レ
コーダー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 単繊維が芯材、被覆材及び吸収体からなるフ
   アイバープレートの一面に螢光体層を形成してな
   る螢光スクリーンにおいて、 上記芯材部分を全部または該芯材部の厚さが
   0.5mm以下となるまで欠除して空洞化し、この空
   洞内壁に被覆層を形成したことを特徴とする螢光
   スクリーン。 ２ 上記芯材部分の直径が20μｍ以下であり、上
   記被覆層は光反射層又は光吸収層である特許請求
   の範囲第１項記載の螢光スクリーン。 ３ 上記フアイバープレートの芯材部分以外の少
   なくとも一面は光吸収体層を有している特許請求
   の範囲第１項記載の螢光スクリーン。 ４ 上記螢光体層は粒状螢光体又は蒸着螢光体か
   らなり、その一部又は全部が上記空洞内に埋設さ
   れている特許請求の範囲第１項記載の螢光スクリ
   ーン。