JPH07142018A - Ｘ線イメージ管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明は、出力画像の輝度分布の一様性を
改善したＸ線イメージ管を提供することを目的とする。 【構成】 この発明は、出力蛍光面に対向する出力窓の
光透過率を中央部から周辺部へかけて漸次高くなるよう
に変化させることによって、入力面に対して比較的制御
が容易な出力面を制御し、上記目的を達成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はＸ線イメージ管に係わ
り、特にその出力窓の構成に関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｘ線イメージ管は、Ｘ線などの放射線を
可視光像に変換する電子管であって、その構造は概略図
７に示すように構成されている。即ち、全体として筒状
の中心軸を有する真空外囲器２は一端部側の入力窓３と
多端部側の出力窓５が同軸的に対向するように構成され
ている。

【０００３】そして、入力窓３の管内側には入力窓３に
近接対向して入力面４が配置されている。この入力面４
は入力窓３側に膨出するような曲面形状からなり、Ｘ線
の透過率の高いAlなどの入力基板の出力窓側面に入力蛍
光面、保護膜および光電面が順次積層されている。一
方、出力窓５の管内側には出力面６が配置されており、
出力面６の入力面４側面には出力蛍光面が形成されてい
る。また、入力面４と出力面６の間には集束電極8a、8b
および陽極電極７が配置されている。

【０００４】このような構成のＸ線イメージ管は次のよ
うに動作する。即ち、入力面４には通常接地電位が、出
力面６および陽極電極７には入力面サイズが６〜16イン
チクラスでは−30ＫＶの電位が印加される。集束電極8
a、8bには入力面４と出力面６の間の電位が印加され
る。

【０００５】そして、医療用であれば、Ｘ線管などのＸ
線源１から放射され人体などの被検体（図示せず）を透
過し変調されたＸ線は入力面４の入力基板を透過し、入
力蛍光面の層内でＸ線のエネルギーが光に変換される。
変換された光は光電面に到達し、光のエネルギーを電子
に変換し、変換された電子は光電子となって管内真空中
の出力面６側に放出される。これらの光電子群は集束電
極8a、8bおよび陽極電極７の軸対称電界によって集束作
用を受け、陽極電位により加速されて出力蛍光面を射突
発光させ、出力面６の管外部側から出力光像として観測
される。尚、これらの集束電位や陽極電位の切替えによ
り、固定視野だけでなく拡大視野を有するＸ線イメージ
管も実用化されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ここで、入力面４は軸
対称の集束電界の電子レンズ系を形成するために出力面
６側に焦点を有するような曲面形状に形成されている。
一方、通常使用されるＸ線管の焦点は解像度の点から小
さい方が好ましく、例えば0.6 ｍｍ程度のものが使用さ
れる。即ち、Ｘ線はこのような言わば点源から入力面４
へ紡錘状に放射されることになる。従って、点源と見な
されるＸ線源１から入力面４までの距離の内、軸上の距
離Ｌ1 と入力面４の外周端までの距離Ｌ2 は、幾何学的
にみて当然のことながら、Ｌ1 ＜Ｌ2 となる。

【０００７】そして、Ｘ線のエネルギーは距離の２乗に
反比例するので、周辺のＸ線密度は軸上よりも小さくな
る。従って、入力面４でのＸ線−光−光電子の変換量も
減少し、出力面の発光量は周辺部ほど低下することにな
る。この結果、Ｘ線イメージ管の出力画像の、特に周辺
部からの情報量、即ち輝度が減少し、診断能を劣化させ
ることになる。このような、Ｌ1 とＬ2 の差による周辺
の輝度の減少は入力面４のサイズが14インチや16インチ
などの大型管ではより顕著となる。

【０００８】このような問題の対策として、特開平１−
98802 号公報や特開昭62−229740号公報では入力蛍光面
の中央部と周辺部の輝度分布特性を変化させる提案が成
されている。しかしながら、入力蛍光面としては通常、
Ｘ線吸収−発光特性の効率が非常に高いナトリウム付活
ヨウ化セシウム（CsI ：Na）を入力基板面に垂直な方向
の柱状結晶とする材質のものが用いられている。このCs
I ：Naの柱状結晶の蛍光面形成は、雰囲気ガスおよび加
熱処理と時間の温度サイクルなどの複雑な制御工程を経
て形成される。従って、入力蛍光面の厚さや結晶サイズ
を中央部と周辺部とで漸次的に変化させることは、極め
て複雑な蛍光面形成制御技術が必要であり、量産工程と
しては極めて困難である。また、入力面が14〜16インチ
クラスの大視野のＸ線イメージ管では、入力蛍光面とし
ての均一なCsI 柱状結晶成長制御技術自体にも問題があ
ることから、このような入力蛍光面の制御は極めて困難
である。

【０００９】この発明は、以上の問題に鑑みてなされた
もので、入力面に対して比較的制御が容易な出力面を制
御することによって、出力画像の輝度分布の一様性を改
善したＸ線イメージ管を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明は、真空外囲器
の一端部の入力窓と、この入力窓の管内側に近接対向し
て配置され少なくとも入力基板上に入力蛍光面と光電面
とを有する入力面と、前記真空外囲器の多端部にあって
前記入力窓と同軸的に対向配置される出力窓と、この出
力窓の管内側に配置された出力蛍光面と、前記に入力面
と出力蛍光面との間に配置された複数の電極とを少なく
とも備えたＸ線イメージ管において、前記出力窓の菅軸
中心部の光透過率よりも周辺部の光透過率が大なるＸ線
イメージ管であり、また、前記出力窓は複数の基板を光
学的に重ね合わせてなるＸ線イメージ管であり、さら
に、前記出力窓は異なる透過率を有する被膜の積層から
なるＸ線イメージ管である。

【００１１】

【作用】この発明は、入力面に対して比較的制御が容易
な出力面を制御することによって、出力画像の輝度分布
の一様性を改善する。即ち、出力蛍光面に対向する出力
窓の光透過率を中央部から周辺部へかけて漸次高くなる
ように変化させる。この光透過率の変化は出力窓自体の
材質を変化させてもよく、また、複数の光学材質を光学
的に組み合わせてもよく、さらに、入力窓に所定の透過
率変化を有する被膜を光学的に積層することによっても
達成することができる。また、このような手段によれ
ば、透過率の変化は目的の透過率特性に合わせて比較的
容易に制御できる上、入力面が14〜16インチクラスの大
視野のＸ線イメージ管でも容易に制御することができ
る。

【００１２】

【実施例】以下に本発明の実施例について詳細に説明す
る。尚、本発明のＸ線イメージ管は、その出力窓の構成
以外については従来のＸ線イメージ管と同様であるの
で、Ｘ線イメージ管の全体構成および個々の動作機能に
ついては説明を省略し、要部ついてのみ以下に説明す
る。

【００１３】図１は出力蛍光体を支持している出力窓の
透過率特性の基本的設計を示す。即ち、出力蛍光体の発
光スペクトルから525 ｎｍを平均的波長としてこの発光
に対する出力窓の光透過率の変化を示すもので、横軸に
中央部から周辺部への相対視野寸法距離を、縦軸に相対
透過率をそれぞれ示している。出力窓から見た透過率の
変化特性は基本的には図１に示すように、直線型の特性
Ａ、双曲線型の特性Ｂ、楕円曲線型の特性Ｃに大別され
る。

【００１４】従って、中央部から周辺部にかけての光透
過率が一定の出力窓を用いた場合、目的とする出力窓の
光透過率は特性Ａ、Ｂ、Ｃに応じて選択される。例え
ば、Ｘ線イメージ管の出力窓から見た発光輝度特性とし
て図２に示すような相対輝度特性を得るためには、出力
窓の光透過率特性は図１の特性Ｂを基本的設計とすれば
よい。

【００１５】このような光透過率特性を有する出力窓
は、図３に示すように、内面に出力蛍光体10を被着させ
た出力窓5a自体に予め透過率補正を有する透過率補正出
力窓を組み込んでもよい。この場合、必要部材としては
最小限で済み量産には適しているが、入力窓は真空外囲
器の一部として機能しているので、用いる出力窓は管組
み込み前に目的とする発光輝度が平均的に得られるよう
に充分な調整が必要である。

【００１６】これに対して、図４に示すように、内面に
出力蛍光体10を被着させた出力窓5bとしては均一な透過
率を有するものを用い、Ｘ線イメージ管完成後に稼働さ
せた時の出力画像の相対輝度特性を実測し、これに対応
させた透過率補正出力窓5cを光学的に密着積層させても
よい。この場合は、Ｘ線イメージ管１本ごとに調整が必
要であるが、出力画像の相対輝度特性はより目的に近い
ものが得られる。

【００１７】図４の透過率補正出力窓5cの具体的な構成
を図５に示す。即ち、透過率補正出力窓は、透過率がほ
ぼ一定の補正出力窓5dと、透過率が補正出力窓5dより小
さい特性を示す補正出力窓5eとを密着合成した光学ガラ
スから構成することにより目的とする出力画像の相対輝
度特性が得られる。つまり、中心部は透過率の小さい出
力窓の影響が大きく、周辺部は影響が小さくなる構成と
なっている。図５に示すような構造では図１のＢのよう
な透過率特性を有する出力窓が得られる。

【００１８】なお、以上の実施例では２種の補正出力窓
を組み合わせているが、さらに３種以上の補正出力窓の
組み合わせにより、より正確な出力画像の相対輝度特性
を得ることも可能である。

【００１９】また、図５の実施例の補正出力窓は球面状
の光学ガラスの組み合わせから構成されるが、非球面形
状とすることも可能である。例えば、補正出力窓は平行
平板とし、その内部の材質を目的とする相対透過率を有
するものを用いてもよい。さらに、補正出力窓の構成を
より簡易化するために、図６に示すように出力窓５の外
面に透過率補正フィルター5fをコーティグしたものを用
いてもよい。このようなコーティグは、例えばAl−MgF2
の交互多層積層膜を同心円状に形成することで容易に得
られる。また、透過率を上げるにはZnS −MgF2の交互多
層積層膜を用いればよい。

【００２０】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、出力蛍光
面に対向する出力窓の光透過率を中央部から周辺部にか
けて漸次高くなるように変化させることによって、入力
面に対して比較的制御が容易な出力面を制御し、出力画
像の輝度分布の一様性を改善することができる。この光
透過率の変化は出力窓自体の材質を変化させてもよく、
また、複数の光学材質を光学的に組み合わせてもよく、
さらに、入力窓に所定の透過率変化を有する被膜を光学
的に積層することによっても達成することができる。ま
た、このような手段によれば、透過率の変化は目的の透
過率特性に合わせて比較的容易に制御できる上、入力面
が14〜16インチクラスの大視野のＸ線イメージ管でも容
易に制御することができ、出力画像全体からの情報補足
が向上し、診断能が向上する。さらに、拡大視野を有す
るＸ線イメージ管においても周辺の輝度低下が極めて少
ない輝度一様性とすることができ、微小診断能力の優れ
たＸ線イメージ管を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を説明するためのＸ線イメージ
管の出力窓の透過率特性の変化の基本的設計を示す特性
図。

【図２】出力画像の相対輝度特性の一例を示す特性図。

【図３】本発明の実施例の出力窓の構成を示す概略断面
図。

【図４】本発明の実施例の出力窓の構成を示す概略断面
図。

【図５】本発明の実施例の出力窓の構成を示す概略断面
図。

【図６】本発明の実施例の出力窓の構成を示す概略断面
図。

【図７】Ｘ線イメージ管の全体構成を示す概略断面図。

【符号の説明】

１…Ｘ線源 ２…真空外囲器 ３…入力窓 ４…入力面 ５…出力窓 ６…出力面 ７…陽極 8a、8b…集束電極 10…出力蛍光体。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 真空外囲器の一端部の入力窓と、この入
   力窓の管内側に近接対向して配置され少なくとも入力基
   板上に入力蛍光面と光電面とを有する入力面と、前記真
   空外囲器の多端部にあって前記入力窓と同軸的に対向配
   置される出力窓と、この出力窓の管内側に配置された出
   力蛍光面と、前記に入力面と出力蛍光面との間に配置さ
   れた複数の電極とを少なくとも備えたＸ線イメージ管に
   おいて、前記出力窓の菅軸中心部の光透過率よりも周辺
   部の光透過率が大なることを特徴とするＸ線イメージ
   管。
2. 【請求項２】 請求項１記載のＸ線イメージ管におい
   て、前記出力窓は複数の基板を光学的に重ね合わせてな
   ることを特徴とするＸ線イメージ管。
3. 【請求項３】 請求項１記載のＸ線イメージ管におい
   て、前記出力窓は異なる透過率を有する被膜の積層から
   なることを特徴とするＸ線イメージ管。